Một lò xo nhẹ cách điện có độ cứng k = 50 N/m một đầu cố định, đầu còn lại gắn vào quả cầu nhỏ tích điện q = 5μC, khối lượng m = 50g. Quả cầu có thể dao động không ma sát dọc theo truc lò xo nằm ngang và cách điện. Tại thời điểm ban đầu t = 0 kéo vật tới vị trí lò xo dãn 4cm rồi thả nhẹ. Đến thời điểm t = 0,1s thì thiết lập một điện trường đều trong thời gian 0,1s, biết vectơ cường độ điện trường nằm ngang, dọc theo trục, hướng theo chiều lò xo dãn và E = 105V/m, lấy g = π2 = 10m/s2. Trong quá trình dao động thì tốc độ cực đại mà quả cầu đạt được là
A. 60πcm/s.
B. 40πcm/s.
C. 50πcm/s.
D. 30πcm/s.
Đáp án A
+ Tần số dao động riêng của con lắc
+ Tại t=0 , kéo vật đến vị trí lò xo giãn 4 cm rồi thả nhẹ vật sẽ dao đọng với biên độ A 1 = 4 cm
=> Đến thời điểm t=0,5T=0,1(s) vật đến vị trí biên âm (lò xo bị nén 4 cm).
+ Ta thiết lập một điện trường, dưới tác dụng của điện trường, vị trí cân bằng của lò xo lệch khỏi vị trí cân bằng cũ về phía làm lò xo giãn một đoạn ∆ l 0 = qE k = 1 cm → Biên độ dao động mới của vật là A 2 = 4 + 1 = 5 cm
=>Thời gian duy trì điện trường cũng là t=0,5T=0,1(s) vật đến vị trí biên dương A2 (lò xo giãn 6 cm). Ngắt điện trường vật dao động quanh vị trí cân bằng cũ (lò xo không biến dạng) với biên độ A 3 = 6 cm
Tốc độ cực đại
