Đáp án:
a. $\begin{array}{l}
x = 5\cos 20t\left( {cm} \right)\\
v = 100\cos \left( {20t - \dfrac{\pi }{2}} \right)\left( {cm/s} \right)\\
a = 2000\cos \left( {20t - \pi } \right)\left( {cm/{s^2}} \right)
\end{array}$
b.$\begin{array}{l}
{v_{\max }} = 100cm/s\\
{A_{\max }} = 5cm\\
{F_{d{h_{\max }}}} = 3N\\
{F_{k\max }} = 2N
\end{array}$
c. Hình vẽ
d. Hình vẽ.
Giải thích các bước giải:
a. Ta có:
$\begin{array}{l}
\Delta {l_o} = \dfrac{{mg}}{k} = \dfrac{{0,1.10}}{{40}} = 0,025m = 2,5cm\\
A = \Delta l - \Delta {l_o} = 7,5 - 2,5 = 5cm\\
\omega = \sqrt {\dfrac{k}{m}} = \sqrt {\dfrac{{40}}{{0,1}}} = 20rad/s
\end{array}$
Phương trình dao động của con lắc là:
$\begin{array}{l}
x = A\cos \left( {\omega t + {\varphi _o}} \right) = 5\cos 20t\left( {cm} \right)\\
v = 100\cos \left( {20t - \dfrac{\pi }{2}} \right)\left( {cm/s} \right)\\
a = 2000\cos \left( {20t - \pi } \right)\left( {cm/{s^2}} \right)
\end{array}$
b. Ta có:
$\begin{array}{l}
{v_{\max }} = 100cm/s\\
{A_{\max }} = 5cm\\
{F_{d{h_{\max }}}} = k\Delta {l_{\max }} = 40.0,075 = 3N\\
{F_{k\max }} = k{A_{\max }} = 40.0,05 = 2N
\end{array}$
c. Hình vẽ
d. Hình vẽ.