Một con lắc đơn có chiều dài 1 m, và vật có khối lượng 150 g, treo tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s²; π² = 10. Tại vị trí cân bằng người ta truyền cho con lắc vận tốc 1/3 (m/s) theo phương vuông góc với sợi dây. Lực căng cực đại và cực tiểu của dây treo trong quá trình con lắc dao động là:

A. T_max = 1,156 N, T_min= 1,491 N.

B. T_max = 1,516 N, T_min = 1,491 N.

C. T_max = 1,516 N, T_min = 1,149 N.

D. T_max = 1,156 N, T_min= 1,149 N.

Hướng dẫn giải

Nhắc lại các công thức:

Công thức tính vận tốc:

$$v^2=2gl\left(\cos\alpha-\cos\alpha_0\right)$$

Công thức tính lực căng:

$$T=mg\left(3\cos\alpha-2\cos\alpha_0\right)$$

Áp dụng vào bài:

Vận tốc tại vị trí cân bằng:

$$v=\sqrt{2gl\left(1-\cos\alpha_0\right)}=\frac{1}{3}$$ $$\Rightarrow \cos\alpha_0=\frac{179}{180}$$

Lực căng lớn nhất (tại VTCB, khi $\alpha=0$):

$$T_{max}=mg\left(3-2\cos\alpha_0\right)\approx1,516\space\rm (N)$$

Lực căng nhỏ nhất (tại biên, khi $\alpha=\alpha_0$):

$$T_{min}=mg\cos\alpha_0\approx1,491\space\rm (N)$$

Đáp án: B