Google
Câu hỏi: Một con lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo có độ cứng $k=100$ N/m và vật nhỏ có khối lượng $m=100$ g, mang điện $q={{10}^{-6}}$ C. Ban đầu con lắc nằm yên tại vị trí lò xo không bị biến dạng. Một điện trường đều $\overrightarrow{{{E}_{{}}}}$ xuất hiện có chiều dương dọc theo trục của lò xo và hướng về phía chiều lò xo giãn, sự thay đổi của cường độ điện trường $\overrightarrow{{{E}_{{}}}}$ theo thời gian được cho như hình vẽ. Lấy ${{\pi }^{2}}\approx 10$, cho rằng vật nhỏ cách điện với môi trường. Biên độ dao động của con lắc khi dao động này ổn định là
A. 2 cm.
B. 4 cm.
C. 3 cm.
D. 6 cm.
A. 2 cm.
B. 4 cm.
C. 3 cm.
D. 6 cm.
Chu kì dao động của con lắc $T=2\pi \sqrt{\dfrac{m}{k}}=2\pi \sqrt{\dfrac{0,1}{100}}=0,2$ s.
+ Từ đồ thị, ta thấy điện trường chỉ tồn tại trong hai khoảng thời gian từ 0 đến 0,1 s và 0,1 đến 0,2 s.
- Trong khoảng thời gian 0,1 s đầu tiên dưới tác dụng của điện trường con lắc sẽ dao động với biên độ ${{A}_{1}}=\dfrac{qE}{k}=\dfrac{{{10}^{-6}}{{.10}^{6}}}{100}=1$ cm từ vị trí lò xo không biến dạng đến vị trí biên.
- Trong khoảng 0,1 s tiếp theo điện trường đổi chiều, con lắc dao động với biên độ ${{A}_{2}}=3{{A}_{1}}=3$ cm đến vị trí lò xo bị nén một đoạn $4{{A}_{1}}$.
Sau đó điện trường biến mất, vị trí cân bằng lúc này là vị trí lò xo không biến dạng → ${{A}_{3}}=4{{A}_{1}}=4$ cm.
+ Từ đồ thị, ta thấy điện trường chỉ tồn tại trong hai khoảng thời gian từ 0 đến 0,1 s và 0,1 đến 0,2 s.
- Trong khoảng thời gian 0,1 s đầu tiên dưới tác dụng của điện trường con lắc sẽ dao động với biên độ ${{A}_{1}}=\dfrac{qE}{k}=\dfrac{{{10}^{-6}}{{.10}^{6}}}{100}=1$ cm từ vị trí lò xo không biến dạng đến vị trí biên.
- Trong khoảng 0,1 s tiếp theo điện trường đổi chiều, con lắc dao động với biên độ ${{A}_{2}}=3{{A}_{1}}=3$ cm đến vị trí lò xo bị nén một đoạn $4{{A}_{1}}$.
Sau đó điện trường biến mất, vị trí cân bằng lúc này là vị trí lò xo không biến dạng → ${{A}_{3}}=4{{A}_{1}}=4$ cm.
Đáp án B.