Một lò xo có  độ cứng k = 40N/m, đầu trên được giữ cố định còn phía dưới gắn vật nặng m. Nâng m
lên đến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ, vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với biên độ
2,5cm. Lấy g = 10m/s2. Trong quá trình dao  động, trọng lực của m có công suất tức thời cực đại bằng:
A. 0,41W.                       B. 0,64W.                          C. 0,50W.               D. 0,32W

Đáp án:

Chọn đáp án `C.0,50W`

Vì `mathcalP_{max}=k.A.\sqrt{A.g} =0,50W`

Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng

Khi vật ở vị trí lò xo không biến dạng, vật có thế năng đàn hồi cực đại và bằng cơ năng:

$W = \frac{1}{2}kA^2 = \frac{1}{2}.40.(0,025)^2 = 0,0125 (J)$ 

Khi vật đi qua vị trí cân bằng, vật có động năng cực đại và bằng cơ năng:

$W = \frac{1}{2}mv_{max}^2 = 0,0125 (J)$ 

Ta có công thức tính công suất tức thời:

$P = F.v = m.g.v$

Công suất tức thời của trọng lực đạt cực đại khi vận tốc của vật đạt cực đại. Do đó:

$P_{max} = m.g.v_{max}$

Từ biểu thức $W = \frac{1}{2}mv_{max}^2 = 0,0125 (J)$, ta suy ra:

$v_{max} = \sqrt{\frac{2W}{m}}$

Thay vào biểu thức $P_{max}$, ta được:

$P_{max} = m.g.\sqrt{\frac{2W}{m}} = \sqrt{2.m.g^2.W}$ 

Chu kì dao động của vật được tính theo công thức:

$T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$ -

Từ dữ kiện biên độ `A = 2,5 cm`, ta suy ra:

$A = \frac{mg}{k} \Rightarrow m = \frac{kA}{g} = \frac{40.0,025}{10} = 0,1 (kg)$

Thay các giá trị đã biết vào biểu thức $P_{max}$, ta được:

$P_{max} = \sqrt{2.0,1.10^2.0,0125} \approx 0,5 (W)$

Vậy, công suất tức thời cực đại của trọng lực trong quá trình dao động là `0,50W`