Câu II.15b
Đề bài
Con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng $k=100\ \mathrm{N/m}$ và vật có khối lượng $m=200\ \mathrm g$, dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ $A=5\ \mathrm{cm}$. Tìm li độ của vật khi động năng bằng ba lần thế năng.
Hướng dẫn giải
Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Cơ năng và thế năng lần lượt là $W=\frac12kA^2$, $W_{\mathrm t}=\frac12kx^2$.
Vì $W_{\mathrm đ}=3W_{\mathrm t}$ nên $W=W_{\mathrm đ}+W_{\mathrm t}=4W_{\mathrm t}$. Do đó:
$$\frac12kA^2=4\cdot\frac12kx^2\quad\Rightarrow\quad x=\pm\frac A2=\boxed{\pm2{,}5\ \mathrm{cm}}.$$
Hai li độ đối xứng qua vị trí cân bằng đều thỏa mãn và đều nằm trong khoảng $[-A,A]$.