Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng 250 g mang điện tích được treo vào sợi dây mảnh cách điện có chiều dài 90 cm trong điện trường đều nằm ngang có cường độ . Khi quả cầu đang nằm yên ở vị trí cân bằng, người ta đột ngột đổi chiều điện trường thì con lắc dao động điều hòa. Cho . Tốc độ cực đại của quả cầu sau khi đổi chiều điện trường có giá trị gần...
Đọc tiếp
Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng 250 g mang điện tích được treo vào sợi dây mảnh cách điện có chiều dài 90 cm trong điện trường đều nằm ngang có cường độ . Khi quả cầu đang nằm yên ở vị trí cân bằng, người ta đột ngột đổi chiều điện trường thì con lắc dao động điều hòa. Cho . Tốc độ cực đại của quả cầu sau khi đổi chiều điện trường có giá trị gần bằng
A. 55 cm/s
B. 24 cm/s
C. 40 cm/s
D. 48 cm/s
Đáp án D
Khi con lắc cân bằng trong điện trường đều có phương nằm ngang, vị trí A của con lắc có dây treo hợp với phương thẳng đứng góc với: tan α = F p = q E m g = 0 , 08 ⇒ α = 0 , 08 ( r a d )
Khi đột ngột đổi chiểu điện trường nhưng giữ nguyên cường độ thì con lắc dao động quanh VTCB mới là điểm C, giữa A và B với biên độ góc:
α 0 = 2 α = 0 , 16 ( r a d ) ( H i n h v ẽ )
Con lắc dao động trong trọng trường hiệu dụng
g ' = g 2 + q E m 2 = 10 , 032 ( m / s 2 )
Tốc độ cực đại của quả cầu sau khi đổi chiều điện trường:
v 0 = 2 g ' l ( 1 - cos α 0 ) = 2 . 10 , 032 . 0 , 9 . ( 1 - cos 0 , 16 ) = 0 , 48 ( m / s ) = 48 ( c m / s )