T

Cho hệ gồm hai con lắc lò xo được đặt trên mặt bàn nằm ngang không...

Câu hỏi: Cho hệ gồm hai con lắc lò xo được đặt trên mặt bàn nằm ngang không ma sát như hình vẽ.
image2.png​
Hai lò xo nhẹ giống nhau có cùng độ cứng $k=25 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$, các vật (1) và (2) có cùng khối lượng $m=100 \mathrm{~g}$. Vật (2) được tích điện $q=3.10^{-6} \mathrm{C}$, vật (1) không mang điện. Ban đầu hai vật được nối với nhau bởi sợi dây dài $2 \mathrm{~cm}$, khi hệ cân bằng mỗi lò xo dãn $4 \mathrm{~cm}$. Tại thời điềm $t$, người ta cắt dây nối giữa hai vật rồi sau đó 2,1 giây thì bật một điện trường đều từ có hướng từ $A$ sang $B$ với cường độ $E=25 \cdot 10^4 \mathrm{~V} / \mathrm{m}$. Lấy $\pi^2=10$. Khoảng cách lớn nhất giữa hai vật sau khi bật điện trường xấp xỉ là
A. $23,5 \mathrm{~cm}$.
B. $18,5 \mathrm{~cm}$.
C. $16,5 \mathrm{~cm}$.
D. $21,5 \mathrm{~cm}$.
image3.png
$
\begin{aligned}
& \omega=\sqrt{\dfrac{k}{m}}=\sqrt{\dfrac{25}{0,1}} \approx 5 \pi(\mathrm{rad} / \mathrm{s}) \\
& \alpha=\omega \Delta t=5 \pi \cdot 2,1=10 \pi+0,5 \pi \rightarrow 2 \text { vật đến vị trí tự nhiên thì bật điện trường } \\
& \mathrm{F}=\mathrm{qE}=3 \cdot 10^{-6} \cdot 25 \cdot 10^4=0,75(\mathrm{~N}) \\
& O_2 O=\dfrac{F}{k}=\dfrac{0,75}{25}=0,03 \mathrm{~m}=3 \mathrm{~cm} \\
& A_2=\sqrt{O_2 O^2+\left(\dfrac{v_{O_2}}{\omega}\right)^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5 \mathrm{~cm} \\
& \mathrm{~d}=O_1 O+x_2-x_1=13+5 \angle\left(-\arccos \dfrac{-3}{5}\right)-4 \angle \dfrac{\pi}{2}=13+\sqrt{73} \angle-1,9 \\
& \Rightarrow d_{\max }=13+\sqrt{73} \approx 21,5 \mathrm{~cm}
\end{aligned}
$
Đáp án D.
 

Quảng cáo

Back
Top