Con lắc đơn gồm vật nhỏ khối lượng 50 g, mang điện tích \({10^{ - 6}}C,\)

Câu hỏi :

Con lắc đơn gồm vật nhỏ khối lượng 50 g, mang điện tích \({10^{ - 6}}C,\) được treo vào sợi dây mảnh, nhẹ, cách điện, không giãn chiều dài 1m. Toàn bộ hệ thống đặt trong điện trường đều nằm ngang, cường độ \({8.10^4}V/m.\) Ban đầu dây treo được giữ theo phương thẳng đứng, thả nhẹ cho vật dao động. Lấy \({\pi ^2} = 10\) và \(g = 9,8m/{s^2}.\) Khi dây treo lệch góc \(4^\circ \) so phương thẳng đứng thì tốc độ của vật gần nhất giá trị

A. 0,411 m/s

B. 0,419 m/s

C. 0,215 m/s      

D. 0,218 m/s

* Đáp án

B

* Hướng dẫn giải

Vị trí cân bằng khi có điện trường của con lắc lệch so với phương thẳng đứng góc \({\alpha _0}\)

Ta có:

\(\begin{array}{l}\tan {\alpha _0} = \dfrac{{{F_d}}}{P} = \dfrac{{qE}}{{mg}} = \dfrac{{{{10}^{ - 6}}{{.8.10}^4}}}{{{{50.10}^{ - 3}}.9,8}}\\ \Rightarrow {\alpha _0} = 9,{27^0}\end{array}\)

Con lắc dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O với biên độ góc \({\alpha _0}\). Vị trí dây treo thẳng đứng là vị trí biên.

\(\alpha _0^2 = {\alpha ^2} + \dfrac{{{v^2}}}{{gl}}\)

Ta có\(\left\{ \begin{array}{l}{\alpha _0} = 9,{27^0} = 0,0515\pi \\\alpha  = {4^0} = \dfrac{\pi }{{45}}\\l = 1m\\g = 9,8\end{array} \right.\) , thay vào biểu thức trên ta suy ra

\(\left| v \right| = 0,4199m/s\)

Copyright © 2021 HOCTAP247