ĐỀ BÀI
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. 60π cm/s.
B. 40π cm/s.
C. 50π cm/s.
D. 30π cm/s.
GIẢI
+ Chu kì dao động riêng của con lắc là T = 0,2s
+ Tại t = 0 kéo vật đến vị trí lò xo giãn 4cm rồi thả nhẹ, vật sẽ dao động
với biên độ A1 = 4cm
+ Tại thời điểm t = 0,5T = 0,1s vật đến vị trí biên âm
(lò xo bị nén 4cm)
+ Khi thiết lập một điện trường thì dưới tác dụng của
điện trường, vật sẽ dao động với chu kì như cũ nhưng quanh VTCB mới nơi mà lò
xo dãn một đoạn
Dl = qE/k = 1cm.
+ Biên độ dao động mới của vật là A2 = 4 + 1 =
5cm
+ Sau thời gian duy trì điện trường là t = 0,5T = 0,1s vật đến vị trí biên dương (lò xo giãn 6cm). + Ngắt
điện trường vật dao động quanh vị trí cân bằng cũ (lò xo không biến dạng) với
biên độ A3 = 6cm
+ Tốc độ cực đại của vật là vmax = wA3 = 60π cm/s
Chọn đáp án A