MỘT CON LẮC LÒ XO ĐƯỢC TREO THẲNG ĐỨNG GỒM

38, Một con lắc lò xo được treo thẳng đứng gồm: lò xo nhẹ có độ cứng k 60  N/m, một quả cầu

nhỏ khối lượng m 150g  và mang điện tích q = 3.10

-5

C . Coi quả cầu nhỏ là hệ cô lập về điện.

Lấy g 10  m/s

2

. Đưa quả cầu nhỏ theo phương dọc trục lò xo đến vị trí lò xo không biến dạng

rồi truyền cho nó một vận tốc ban đầu có độ lớn v

0

3

 2 m/s theo phương thẳng đứng hướng

xuống, con lắc dao động điều hòa. Chọn gốc thời gian là lúc quả cầu nhỏ được truyền vận tốc.

Mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Sau khoảng thời gian ngắn nhất kể từ thời điểm ban đầu quả cầu

nhỏ đi qua vị trí có động năng bằng ba lần thế năng, một điện trường đều được thiết lập có hướng

thẳng đứng xuống dưới và có độ lớn E 2.10 

4

V/m. Sau đó, quả cầu nhỏ dao động điều hòa với

biên độ bằng bao nhiêu ?

A. 18 cm . B. 21cm . C. 20 cm . D. 19 cm .

Ta có k

  m =20rad/s; độ biến dạng của lò xo khi con lắc ở (VTCB) chưa có lực điện trường là

l mg

  k =0,025m=2,5cm; biên độ dao động ban đầu là A l

o

2

v

o

2

2

    =5cm

x   A ; Sau khoảng thời gian ngắn nhất kể từ thời điểm

Vị trí động năng bằng 3 lần thế năng

2

A =2,5cm

ban đầu quả cầu nhỏ đi qua vị trí có động năng bằng ba lần thế năng ta chọn x=

Thiết lập điện trường hướng thẳng đứng xuống dưới và q>0 nên VTCB mới sẽ dịch xuống dưới

một đoạn x qE

  k =0,01m=1cm so với vị trí cân bằng ban đầu. Đồng thời ta cũng tính được vận

tốc của quả cầu khi động năng bằng thế năng là v’= 50 3 / cm s cm/s

Biên độ dao động mới A ' ( x x )

2

v '

2

2

     = 21 cm chọn B.