Một con lắc đơn chiều dài 100 cm, dao động điều hòa với biên độ 10cm. Lấy g = 10m/s2. Khi vật đi qua vị trí có li độ cong 5 cm thì nó có tốc độ là A.4 cm/s. B.9 cm/s. C.27 cm/s. D.22 cm/s.
Phương pháp giải: Phương trình dao động điều hòa: \(s = {S_0}.\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)\) Vận tốc \(v = s' = \omega {S_0}.\cos \left( {\omega t + \varphi + \frac{\pi }{2}} \right)(cm/s)\) Tần số góc: \(\omega = \sqrt {\frac{l}{g}} \) Áp dụng phương trình độc lập với thời gian: \(\frac{{{s^2}}}{{S_0^2}} + \frac{{{v^2}}}{{v_0^2}} = 1\) Giải chi tiết:Tần số góc: \(\omega = \sqrt {\frac{g}{l}} = \sqrt {\frac{{10}}{1}} = \pi (rad/s)\) Phương trình của dao động điều hòa: \(s = {S_0}.\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)\) Vận tốc: \(v = s' = \omega {S_0}.\cos \left( {\omega t + \varphi + \frac{\pi }{2}} \right)(cm/s)\) Áp dụng phương trình độc lập với thời gian: \(\begin{array}{l}\frac{{{s^2}}}{{S_0^2}} + \frac{{{v^2}}}{{v_0^2}} = 1 \Leftrightarrow \frac{{{5^2}}}{{{{10}^2}}} + \frac{{{v^2}}}{{{\pi ^2}{{.10}^2}}} = 1\\ \Rightarrow v = \frac{{\sqrt 3 }}{2}.\pi .10 = 5\sqrt 3 \pi \left( {cm/s} \right) = 27(cm/s)\end{array}\) Chọn C.