Điểm sáng A đặt trên trục chính của một thấu kính, cách thấu kính 10 cm. Chọn trục tọa độ Ox vuông góc với trục chính của thấu kính, gốc O nằm trên trục chính của thấu kính. Cho A dao động điều hòa theo phương của trục Ox. Biết phương trình dao động của A và ảnh A’ của nó qua thấu kính được biểu diễn như hình vẽ. Thời điểm lần thứ 2018 mà khoảng cách giữa vật sáng và ảnh của nó khi điểm sáng A dao động là 5 5 cm có giá trị gần bằng giá trị nào sau đây nhất?
A. 504,6 s.
B. 506,8 s.
C. 506,4 s.
D. 504,4 s.
Đáp án D
+ Tần số góc của dao động ω = k m = 10 0 , 1 = 10 r a d / s → T = 0 , 2 π s
+ Dưới tác dụng của điện trường, con lắc dao động quanh vị trí cân bằng mới với biên độ đúng bằng độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng mới
A 1 = q E k = 5 . 10 - 6 . 10 5 10 = 5 c m
→ Ta để ý rằng, khoảng thời gian duy trì điện trường Δ t = 0 , 25 T = 0 , 005 π s →
con lắc đi đến vị trí cân bằng → Tốc độ của con lắc khi đó là v = v m a x = ω A 1 = 50
cm/s.
→ Ngắt điện trường, vị trí cân bằng của con lắc trở về vị trí lò xo không biến dạng → Biên độ dao động mới của con lắc lúc này là A 2 = A 1 2 + v m a x ω 2 = 5 2 + 50 10 2 = 5 2 c m
→ Năng lượng của dao động E = 1 2 k A 2 2 = 1 2 . 10 . 0 , 05 2 2 = 0 , 025 J
