Một con lắc đơn vật nhỏ có khối lượng m mang điện tích q > 0

Câu hỏi :

Một con lắc đơn vật nhỏ có khối lượng m mang điện tích q > 0 dao động điều hòa. Ban đầu con lắc dao động dưới tác dụng chỉ của trọng trường có biên độ góc α0. Khi con lắc có li độ góc α0√2/2, tác dụng điện trường đều mà vectơ cường độ điện trường có độ lớn E và hướng thẳng đứng xuống dưới. Biết qE = mg. Cơ năng của con lắc sau khi tác dụng điện trường thay đổi như thế nào?

A. giảm 25%

B. tăng 25%   

C. tăng 50%

D. giảm 50%

* Đáp án

C

* Hướng dẫn giải

+ Vì điện q > 0 nên lực điện trường cùng chiều với \(\overrightarrow F  \Rightarrow \overrightarrow F \) hướng xuống

+ Do đó, ta có: \({g^/} = g + \frac{F}{m} = g + \frac{{qE}}{m}{g^/} = 2g\) 

+ Khi con lắc qua li độ α0√2/2, chịu tác dụng của lực phụ có phương thẳng đứng nên độ biến thiên thế năng là:  

\(\begin{array}{l}
\Delta {W_t} = \frac{1}{2}m{g^/}\ell {\alpha ^2} - \frac{1}{2}mg\ell {\alpha ^2}\\
 \Rightarrow \Delta {W_t} = \frac{1}{2}m\left( {{g^/} - g} \right)\ell {\alpha ^2} = \frac{1}{2}mg\ell {\left( {\frac{{{\alpha _0}\sqrt 2 }}{2}} \right)^2} = \frac{1}{2}W > 0
\end{array}\) 

+ Vì thế năng tăng 50% nên cơ năng cũng tăng 50%

Copyright © 2021 HOCTAP247