Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Để tính thế năng của vật trong dao động điều hòa, ta sử dụng công thức:
\[
U = \frac{1}{2} k x^2
\]
Trong đó:
- \( U \) là thế năng,
- \( k \) là hằng số đàn hồi,
- \( x \) là li độ.
Trước tiên, chúng ta cần xác định hằng số đàn hồi \( k \). Từ phương trình dao động \( x = 2 \cos(10t) \), ta có:
- Biên độ \( A = 2 \) cm = 0.02 m,
- Tần số góc \( \omega = 10 \) rad/s.
Tần số \( f \) được tính bằng công thức:
\[
\omega = 2\pi f \implies f = \frac{\omega}{2\pi}
\]
Từ đó, ta có:
\[
f = \frac{10}{2\pi} \approx \frac{10}{6.28} \approx 1.59 \text{ Hz}
\]
Hằng số đàn hồi \( k \) được tính bằng công thức:
\[
k = m \omega^2
\]
Với \( m = 500 \) g = 0.5 kg, ta có:
\[
k = 0.5 \cdot (10)^2 = 0.5 \cdot 100 = 50 \text{ N/m}
\]
Bây giờ, khi vật có li độ \( x = 1 \) cm = 0.01 m, ta tính thế năng:
\[
U = \frac{1}{2} k x^2 = \frac{1}{2} \cdot 50 \cdot (0.01)^2
\]
Tính toán:
\[
U = \frac{1}{2} \cdot 50 \cdot 0.0001 = 0.5 \cdot 0.0001 = 0.00005 \text{ J} = 5 \text{ mJ}
\]
Tuy nhiên, có vẻ như có sự nhầm lẫn trong việc tính toán. Chúng ta cần kiểm tra lại.
Thực tế, ta đã tính sai ở bước cuối. Để tính lại:
\[
U = \frac{1}{2} \cdot 50 \cdot (0.01)^2 = \frac{1}{2} \cdot 50 \cdot 0.0001 = 0.5 \cdot 0.0001 = 0.000025 \text{ J} = 0.025 \text{ J} = 25 \text{ mJ}
\]
Vậy, thế năng của vật khi có li độ 1 cm là 0.025 J, tương đương với 25 mJ.
Do đó, đáp án đúng là:
**C. 2,5 mJ.**
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Ô Chợ Dừa, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.