Tốc độ của con lắc khi qua vị trí cân bằng

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét vấn đề về tốc độ của một con lắc lò xo khi nó đi qua vị trí cân bằng. Với các thông số như khối lượng, độ cứng và biên độ đã cho, chúng ta sẽ tính toán tốc độ của con lắc và tìm ra đáp án đúng trong các lựa chọn đã cho. Đầu tiên, chúng ta cần biết rằng con lắc lò xo là một hệ thống dao động điều hòa, có nghĩa là nó dao động quanh một vị trí cân bằng và có chu kỳ dao động không đổi. Trong trường hợp này, vị trí cân bằng là khi con lắc ở trạng thái không chuyển động, và tốc độ của nó là 0 m/s. Để tính toán tốc độ của con lắc khi qua vị trí cân bằng, chúng ta có thể sử dụng công thức sau: \[ v = \sqrt{\frac{k}{m} \cdot (A^2 - x^2)} \] Trong đó: - \( v \) là tốc độ của con lắc khi qua vị trí cân bằng - \( k \) là độ cứng của con lắc (160 N/m) - \( m \) là khối lượng của con lắc (0,2 kg) - \( A \) là biên độ của con lắc (0,5 m) - \( x \) là vị trí của con lắc khi qua vị trí cân bằng Với các giá trị đã cho, chúng ta có thể tính toán tốc độ của con lắc khi qua vị trí cân bằng: \[ v = \sqrt{\frac{160}{0,2} \cdot (0,5^2 - 0^2)} \] \[ v = \sqrt{800 \cdot 0,25} \] \[ v = \sqrt{200} \] \[ v \approx 14,1 \mathrm{~m/s} \] Vậy, tốc độ của con lắc khi qua vị trí cân bằng là khoảng 14,1 m/s. Và đáp án đúng trong các lựa chọn đã cho là D.