Cho hai vật nhỏ A và B có khối lượng bằng nhau và bằng 50 g

Câu hỏi :

Cho hai vật nhỏ A và B có khối lượng bằng nhau và bằng 50 g. Hai vật được nối với nhau bằng một sợi dây dài 12 cm, nhẹ và không dẫn điện; vật B tích điện q = 2.10-6 C còn vật A không tích điện. Vật A được gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng k = 10 N/m. Hệ được treo thẳng đứng trong điện trường đều có cường độ điện trường E = 105 V/m hướng thẳng đứng từ dưới lên. Ban đầu giữ vật A để hệ nằm yên, lò xo không biến dạng. Thả nhẹ vật A, khi vật B dừng lại lần đầu thì dây đứt. Khi vật A đi qua vị trí cân bằng mới lần thứ nhất thì khoảng cách giữa hai vật bằng

A. 29,25 cm.

B. 26,75 cm.

C. 24,12 cm.

D. 25,42 cm.

* Đáp án

B

* Hướng dẫn giải

Theo bài ra, ta có: \(A=\Delta {{\ell }_{0}}=\frac{g\left( {{m}_{A}}+{{m}_{B}} \right)-qE}{k}=8cm\)

Khi dây bị đứt vật A dao động với biên độ \({{A}_{1}}\), chu kỳ \({{T}_{1}}=2\pi \sqrt{\frac{{{m}_{A}}}{k}}=\frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}}s\) và có vị trí cân bằng \({{O}_{m}}\) cao hơn vị trí cân bằng cũ một đoạn: \({{O}_{C}}{{O}_{m}}=\frac{{{m}_{B}}g-qE}{k}=3cm\).

Vật B rơi tự do với gia tốc \({{g}_{1}}\). Trong khoảng thời gian từ khi vật đi từ khi vuột dây đến khi vật A lên đến vị trí cân bằng \({{O}_{m}}\) là \(t=\frac{{{T}_{1}}}{4}\) thì vật B đi được quãng đường là \({{s}_{1}}\).

\(\left\{ \begin{align} & {{g}_{1}}=g-\frac{qe}{m}=6cm\text{/}{{s}^{2}} \\ & {{s}_{1}}=\frac{1}{2}{{g}_{1}}{{t}^{2}}=3,75cm \\ \end{align} \right.\Rightarrow d={{s}_{1}}+\ell +O{{M}_{m}}=3,75+12+11=26,75cm\)

Copyright © 2021 HOCTAP247