Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m

* Hướng dẫn giải

Đáp án C

Tần số góc của dao động $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{40}{{100.10}^{-3}}}=20$rad/s → T = 0,1π s.

+ Dưới tác dụng của điện trường, con lắc dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O′ cách O một đoạn $O{O}^{\text{'}}=\frac{qE}{k}=\frac{{40.10}^{-6}{\mathrm{.5.10}}^4}{40}=5$ cm.

Với biên độ A = OO′ = 5 cm.

+ Ta chú ý rằng, khoảng thời gian tồn tại điện trường $\Delta t=3T+\frac{T}{3}=\frac{\pi }{3}$ s → Sau khoảng thời gian này vật đến vị trí có li độ x = 0,5A = 2,5 cm, $v=\frac{\sqrt{3}}{2}{v}_{max}=25\sqrt{3}$ cm/s.

+ Ngắt điện trường, con lắc dao động quanh vị trí cân bằng cũ O′, tại vị trí xảy ra biến cố, vật có x′ = 5 + 2,5 = 7,5 cm, $v^{\text{'}}=25\sqrt{3}$ cm/s.

→ Biên độ dao động mới $A^{\text{'}}=\sqrt{{x^{\text{'}}}^2+{\left(\frac{v^{\text{'}}}{\omega }\right)}^2}=\sqrt{7,5^2+{\left(\frac{25\sqrt{3}}{20}\right)}^2}$$=7,81$ cm.