Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nặng có khối lượng 100 g, tích điện q = 5.10^-6C và lò xo

Câu hỏi :

Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nặng có khối lượng 100 g, tích điện $q={5.10}^{-6}C$ và lò xo độ cứng k = 10N/m. Khi vật đang ở vị trí cân bằng, người ta kích thích dao động bằng cách tạo ra một điện trường đều theo phương nằm ngang dọc theo trục của lò xo và có cường độ $E={10}^{4}V/m$ trong khoảng thời gian $\Delta t=0,05\pi \left(s\right)$ rồi ngắt điện trường. Bỏ qua mọi ma sát. Tính năng lượng dao động của con lắc khi ngắt điện trường

* Đáp án

C

* Hướng dẫn giải

Đáp án C

Tần số góc của dao động: $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=10rad/s$

Chu kì dao động này là: $T=\frac{2\pi }{\omega }=0,2\pi \left(s\right)\Rightarrow \Delta t=\frac{T}{4}$

Tại vị trí mà người ta bật điện trường, sau kích thích

con lắc dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng mới,

vị trí này lực đàn hồi cân bằng với lực điện, khi đó

lò xo đã giãn một đoạn:$\Delta l_0=\frac{qE}{k}={5.10}^{-3}m\Rightarrow A={5.10}^{-3}m$

Từ vị trí cân bằng này sau khoảng thời gian $\Delta t=\frac{T}{4}$

con lắc đến vị trí cân bằng $\Rightarrow \nu =\omega A$

Tiếp tục ngắt điện trường, con lắc sẽ dao động

điều hòa quanh vị trí cân bằng cũ với biên độ $A\text{'}=\sqrt{A^2+{\left(\frac{v}{\omega }\right)}^2}=5\sqrt{2}cm.$

Năng lượng dao động lúc này là $E=\frac{1}{2}k{A}^2=0,025J.$