Một lò xo nhẹ cách điện có độ cứng k = 50 N/m một đầu cố định, đầu còn lại gắn vào

Câu hỏi số 224370:

Vận dụng

Một lò xo nhẹ cách điện có độ cứng k = 50 N/m một đầu cố định, đầu còn lại gắn vào quả cầu nhỏ tích điện q = + 5μC. Khối lượng m = 200 gam. Quả cầu có thể dao động không ma sát dọc theo trục lò xo nằm ngang và cách điện. Tại thời điểm ban đầu t = 0 kéo vật tới vị trí lò xo giãn 4 cm rồi thả nhẹ đến thời điểm t = 0,2 s thì thiết lập điện trường không đổi trong thời gian 0,2 s, biết điện trường nằm ngang dọc theo trục lò xo hướng ra xa điểm cố định và có độ lớn E = 10⁵V/m. Lấy g = π² = 10 m/ s². Trong quá trình dao động thì tốc độ cực đại mà quả cầu đạt được là

A. 25π cm/s.

B. 20π cm/s.

C. 30π cm/s.

D. 19π cm/s.

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:224370

Giải chi tiết

+ Chu kì:$$T = 2\pi \sqrt {{m \over k}} = 0,4s$$

+ Biên độ ban đầu:$${A_0} = 4cm$$

+ Tại thời điểm:$$t = 0 \Rightarrow x = 4cm$$

+ Tại thời điểm $$t = 0,2s = {T \over 2} \Rightarrow x' = 4cm$$. Và khi đó thiết lập điện trường không đổi trong thời gian 0,2s. Vì $$\overrightarrow E $$ hướng ra xa điểm cố định và q > 0 nên $$F$$ cùng chiều với$$\overrightarrow E $$

Vị trí cân bằng khi có điện trường lệch ra xa điểm cố định: $${x_0} = {{|q|E} \over k} = 0,01m = 1cm$$

Biên độ dao động khi có điện trường: $${A_1} = {A_0} + {x_0} = 5cm$$

+ Điện trường không còn sau 0,2 s$$\left( {{T \over 2}} \right)$$ vật sẽ dao động điều ha òquanh vị trí cân bằng ban đầu:

Biên độ dao động trong giai đoạn này:$${A_2} = {A_1} + {x_0} = 6cm$$

+ Tốc độ cực đại:$${v_{\max }} = \omega {A_2} = {{2\pi } \over T}{A_2} = 30\pi (cm/s)$$

Đáp án cần chọn là: C

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.