Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang có biên độ bằng 3cm,cơ năng bằng 0,18J.Động năng của vật khi nó đi qua vị trí có li độ x=-1cm bằng bao nhiêu J (Lấy hai chữ số ở phần thập phân).

Để tính động năng của con lắc lò xo khi đi qua vị trí có li độ x = -1 cm, ta cần sử dụng công thức liên quan đến cơ năng và động năng trong dao động điều hòa.

Cơ năng (E) của hệ dao động điều hòa là tổng của động năng (K) và thế năng (U), được biểu thị như sau:

E = K + U.

Trong đó:
- E là cơ năng,
- K là động năng,
- U là thế năng.

Thế năng của lò xo được tính bằng công thức:

U = (1/2) k x^2,

với k là độ cứng của lò xo và x là li độ.

Động năng được tính bằng công thức:

K = (1/2) m v^2.

Việc đầu tiên là tìm thế năng tại vị trí x = -1 cm. Để làm điều này, ta cần biết độ cứng k của lò xo. Chúng ta có thể dùng thông tin về cơ năng để tìm giá trị của k.

Vì cơ năng E không đổi và bằng tổng động năng và thế năng tại bất kỳ thời điểm nào, ta sẽ sử dụng thông tin đã cho:
E = 0,18 J.

Tại biên độ A = 3 cm = 0,03 m, thế năng tối đa lúc đó là:

U_max = (1/2) k A^2 = (1/2) k (0,03)^2.

Khi x = 0, cơ năng hoàn toàn là động năng:

E = K_max = (1/2) m v_max^2.

Từ đó, ta có:

E = (1/2) k A^2 = 0,18 J.

Rồi, thế năng tại vị trí x = -1 cm:

U = (1/2) k (-0,01)^2 = (1/2) k (0,01)^2 = (1/2) k 0,0001.

Chúng ta cần tìm động năng K tại x = -1 cm. Theo quy tắc bảo toàn cơ năng:

K = E - U.

Do đó:

K = 0,18 J - (1/2) k 0,0001.

Để tính k, ta cần từ công thức trên:

0,18 = (1/2) k (0,03)^2.

Giải phương trình này:

0,18 = (1/2) k 0,0009.

=> k = 0,18 / (0,00045) = 400 N/m.

Bây giờ thay k vào công thức tính thế năng tại x = -1 cm:

U = (1/2) 400 0,0001 = 0,02 J.

Và từ đó chúng ta có thể tính động năng tại x = -1 cm:

K = 0,18 J - 0,02 J = 0,16 J.

Vậy động năng của vật khi nó đi qua vị trí có li độ x = -1 cm là 0,16 J.