Vì trọng lực cân bằng với phản lực của mặt bàn và lực ma sát được bỏ qua nên hệ vật-lò xo là cô lập.
Năng lượng của hệ ở vị trí lò xo bị nén: $W_1=W_{đ_1}+W_{thđ_1}+W_{tđh_1}$
(Với $W_{thd}$ là thế năng hấp dẫn, $W_{tđh}$ là thế năng đàn hồi).
Năng lượng của hệ khi đi qua vị trí cân bằng:
$W_2=W_{đ_2}+W_{thd_1}+W_{tđh_1}=W_{đ_2}+W_{thd_2}+W_{tđh_2}$
Vì hệ chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang nên thế năng hấp dẫn không thay đổi: $W_{thd_1}=W_{thd_2}$.
Do đó: $W_{đ_1}+W_{tđh_1}=W_{đ_2}+W_{thd_2}$
$0+\frac{1}{2}kx^2=\frac{1}{2}mv^2+0 \Rightarrow \frac{1}{2}kx^2=\frac{1}{2}mv^2 $
$\Rightarrow v=x\sqrt{\frac{k}{m} }=0,25 m/s $
Bài viết liên quan:
- Một lò xo nhẹ, thẳng đứng, đầu dưới gắn cố định, đầu trên gắn với đĩa có khối lượng $m_1=300$ g. Ban đầu đĩa $m_1$ đứng yên, lò xo bị nén $6$ cma) Tính độ cứng của lò xo.b) Thả một vật nặng có khối lượng $m_2=200$ g không vận tốc ban đầu từ độ cao $h=80$ cm so với đĩa, vật $m_2$ va chạm mềm với đĩa $m_1$. Tính vận tốc của hệ $m_1$ và $m_2$ ngay sau va chạm.c) Tính độ nén cực đại của lò xo sau va chạm. Lấy $g=10 m/s^2$.
- Một vật khối lượng 3kg trượt từ sàn xe tải cao 0,5m xuống đất nhờ một mặt phảng nghiêng dài 1m. Biết lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 5N. Tính vận tốc của vật trước khi chạm đất. Lấy $g=9,8 m/s^2$.
- Một con lắc đơn gồm dây treo dài $l$ và quả cầu nhỏ khối lượng m. Truyền cho quả cầu m ở vị trí cân bằng vận tốc $v_0$ theo phương ngang, dây treo quả cầu lệch một góc cực đại $\alpha = 60^0$. Tìm lực cản trung bình của không khí tác dụng vào quả cầu. Cho gia tốc trọng lực g.
- Một súng lò xo có nòng đặt thẳng đứng. Lò xo có độ cứng $800 N/m$. Viên bi có khối lượng $50 g$. Ấn viên bi vào lòng súng làm cho cho lò xo bị nén $5$ cm. Tìm vận tốc của viên bi khi bắn ra khỏi lòng súng. Tính vận tốc của viên bi khi lòng súng đặt nằm ngang. Lấy $g = 10 m/s^2$.
- Một sợi dây không co dãn, khối lượng không đáng kể, dài $l = OM = 2 m$ , được treo thẳng đứng tại O. Buộc vào đầu M một vật nặng. Tại vị trí cân bằng người ta phải truyền cho vật l vận tốc theo phương ngang có giá trị nhỏ nhất bằng bao nhiêu để nó có thể lên đến vị trí nằm trên phương thẳng đứng và cách vị trí cân bằng một khoảng bằng $2l$. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy $g = 10 m/s^2$.
- Một bán cầu bán kính R nằm yên trên mặt đất. Một vật nhỏ bắt đầu trượt không vận tốc đầu từ đỉnh A của bán cầu. Ở độ cao h cách mặt đất bao nhiêu khi vật nhỏ sẽ tách khỏi bán cầu. Bỏ qua ma sát giữa vật nhỏ và bán cầu.
- Một chiếc xe có khối lượng $1 000 kg$ chuyển động thẳng đi lên một đường dốc $2$%. Lực ma sát của mặt đường có độ lớn bằng $150 N$. Khi xe có vận tốc $20 m/s$, lái xe tắt máy. Tìm đoạn đường mà xe tiếp tục đi lên được. Lấy $g = 10 m/s^2$.