CON LẮC ĐƠN CHỊU TÁC DỤNG LỰC ĐIỆN TRƯỜNG.  - ĐÔ LỚN

7. Con lắc đơn chịu tác dụng lực điện trường.



- Đô lớn: F  qE- Lực điện trường:

F



q

E



+ Nếu q > 0 thì: E F+ Nếu q < 0 thì: E F): là lực tổng hợp của trọng lực

P



- Trọng lực biểu kiến hay trọng lực hiệu dụng(

P



'

và lực

F



.





'





F

m

'

g

P

P













E

g

q

 thì + Nếu F P

P

'







'





Eg q thì gFPP'   ' m

2









thì



m



+ Nếu

F



P



2

'

'









+ Tổng quát: Nếu

(

F



,

P



)



 thì

'

2

cos



'

2

cos



P







PF

l - Chu kỳ: T’ = 2'qF  - Góc lệch của con lắc so với phương ngang là β đuợc tính bởi: tan . mgVí dụ 1: Một con lắc đơn có chiều dài ℓ = 1m, khối lượng m = 50 g được tích điện q = -2.10

^-5

C dao động tại nơi có g = 9,86m/s

²

. Đặt con lắc vào trong điện trường đều có độ lớn E = 25V/cm. Tính chu kỳ dao động của con lắc khi: a) E hướng xuống b) E hướng lên c) E hướng ngang * Hướng dẫn giải:

5

10

86

2

.

25

 :

₃

²

, q < 0 nên F Pa) Do E 

g









^

_



10

8

,

86

/

9

'

m

s

50

T l 2,112 1Chu kỳ: s'     86,82 ' :

'

10

,

86

m

/

s

²

b) Do E, q < 0 nên F P

g







T l 1,910 :

²

2

9

,

91

/

, ta có F Pc) Khi E

g







T l 1,996919Ví dụ 2: Một con lắc đơn có m = 5g, đặt trong điện trường đều

E



có phương ngang và độ lớn E = 2.10

⁶

V/m. Khi vật chưa tích điện nó dao động với chu kỳ T, khi vật được tích điện tích q thì nó dao động với chu kỳ T'. Lấy g = 10 m/s

²

, xác định độ lớn của điện tích q biết rằng ' 3TT  . * Hướng dẫn giải : T  T       100T' 103' 3 g m s- Từ giả thiết ta có: /

²

g g10 '



: có phương ngang thì ta có

F



P



- Khi

E



q

m

2

'

1

,

21

.

10

C

g

²

²

⁸

'











^

E

g



Ví dụ 3: Một con lắc đơn có m = 2 g và một sợi dây mảnh có chiều dài ℓ được kích thích dao động điều hòa. Trong khoảng thời gian Δt con lắc thực hiện được 40 dao động, khi tăng chiều dài con lắc thêm 7,9 cm thì cũng trong khoảng thời gian như trên con lắc thực hiện được 39 dao động. Lấy g = 10m/s

²

a) Ký hiệu chiều dài mới của con lắc là ℓ'. Tính ℓ, ℓ'. b) Để con lắc có chiều dài ℓ' có cùng chu kỳ với con lắc có chiều dài ℓ, người ta truyền cho vật một điện tích q = +0,5.10

^-8

C rồi cho nó dao động điều hòa trong điện trường đều

E



có các đường sức hướng thẳng đứng. Xác định chiều và độ lớn của véc tơ cường độ điện trường.  40Nl' T (1)  la) Xét trong khoảng thời gian Δt, ta có : 39- Theo đề: l’ - l = 7,9cm (2)- Từ (1) và (2): l = 152,1cm, l’= 160cm ' m sg gll    b) Khi chu kỳ con lắc là không đổi thì: ' 10,52 /

²

' 'g mhướng thẳng đứng và g’ > g nên: V mVì

E



m Eg'   ( ' ) 2,08.10

⁵

/  và do q > 0 nênE F => EPhương trình trên chứng tỏ F P