Con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có độ cứng 100N/m

* Hướng dẫn giải

Ta có thể chia chuyển động của vật thành các giai đoạn sau:

Giai đoạn 1: Vật chuyển động quanh vị trí cân bằng O

+) Tại O lò xo giãn 1 đoạn  \(\Delta {l_0} = \frac{{mg}}{k} = 2cm\)

+) Tần số góc của dao động  \(\omega  = \sqrt {\frac{k}{m}}  \approx \sqrt {50} \pi rad/s\)

+) Biên độ dao động lúc này  \({A_1} = \sqrt {x_0^2 + {{\left( {\frac{{{v_0}}}{\omega }} \right)}^2}}  = \sqrt {{{2.5}^2} + {{\left( {\frac{{25\sqrt 5 }}{{\sqrt {50} \pi }}} \right)}^2}}  = 5cm\)

+) Sau khoảng thời gian \(\Delta t = \frac{{\sqrt 2 }}{{12}}s,\) tương ứng với góc quét 150⁰ vật đến vị trí cân bằng O. Khi đó tốc độ của vật là  \(v = \omega A = 5\pi \sqrt {50} cm/s\)

Giai đoạn 2: Vật chuyển động quanh vị trí cân bằng O’.

+) Dưới tác dụng của điện trường, vị trí cân bằng của vật dịch chuyển xuống dưới vị trí cân bằng cứ một đoạn  \(OO' = \frac{{qE}}{k} = 12cm\)

+) Biên độ dao động của vật lúc này \({A_2} = \sqrt {OO{'^2} + {{\left( {\frac{v}{\omega }} \right)}^2}}  = \sqrt {{{12}^2} + {{\left( {\frac{{5\pi \sqrt {50} }}{{\pi \sqrt {50} }}} \right)}^2}}  = 13cm\)