Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nhỏ khối lượng m mang...

The Knowledge · 1/1/22

Câu hỏi:

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nhỏ khối lượng m mang điện tích dương q gắn vào đẩu dưới lò xo có độ cứng k (chiều dài lò xo đủ lớn), tại vị trí cân bằng lò xo dãn

Δ ℓ_{0} = 4 c m

. Tại t = 0 khi vật m đang đứng yên ở vị trí cân bằng người ta bật một điện trường đều có các đường sức hướng thẳng xuống dưới, độ lớn cường độ điện trường E biến đổi theo thời gian như hình vẽ, trong đó

E_{0} = \frac{k Δ ℓ_{0}}{q}

. Lấy

g = π^{2} (m / s^{2})

, quãng đường vật m đã đi được trong thời gian t = 0s đến t = 1,8s là
A. 4 cm
B. 16 cm
C. 72 cm
D. 48cm

Chu kì của con lắc

T = 2 π \sqrt{\frac{Δ ℓ_{0}}{g}} = 2 π \sqrt{\frac{0, 04}{π^{2}}} = 0, 4 s

Gọi O là vị trí cân bằng ban đầu của vật khi chưa bật điện trường
Dưới tác dụng của điện trường, vị trí cân bằng của con lắc bị thay đổi:
+) Với

E_{0} : O O_{1} = \frac{F_{d}}{k} = \frac{q E_{0}}{k} = \frac{q . \frac{k Δ ℓ_{0}}{q}}{k} = Δ ℓ_{0}

\Rightarrow

vật dao động điều hòa quanh

O_{1}

với

A = O O_{1} = 4 c m

\Rightarrow

Trong thời gian

0, 6 s = 0, 4 + 0, 2 = T + \frac{T}{2}

vật đi được quãng đường là:

S_{1} = 4.4 + 4.2 = 24 c m

, đến vị trí M (biên dưới v = 0)
+) Với

2 E_{0} : O O_{2} = \frac{F_{d}}{k} = \frac{q .2 E_{0}}{k} = \frac{q .2 . \frac{k Δ ℓ_{0}}{q}}{k} = 2 Δ ℓ_{0} \Rightarrow O_{2} \equiv M

\Rightarrow

vật đứng yên tại đó suốt thời gian từ

0, 6 s \to 1, 2 s : S_{2} = 0

+) Với

3 E_{0} : O O_{3} = \frac{F_{d}}{k} = \frac{q .3 E_{0}}{k} = \frac{q .3 . \frac{k Δ ℓ_{0}}{q}}{k} = 3 Δ ℓ_{0}

\Rightarrow

vật dao động điều hòa quanh

O_{3}

với

A = O_{2} O_{3} = 4 c m

Trong thời gian

1, 8 - 1, 2 = 0, 6 s = T + \frac{T}{2}

, đi được

S_{3} = 4.4 + 4.2 = 24 c m

\Rightarrow

Tổng quãng đường đi được:

S = S_{1} + S_{2} + S_{3} = 48 c m

Đáp án D.

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nhỏ khối lượng m mang...

Quảng cáo

Thống kê diễn đàn

Share this page