Một con lắc đơn gồm dây treo có chiều dài 1m và vật nhỏ có khối lượng 100g, mang điện tích

Câu hỏi số 332328:

Vận dụng

Một con lắc đơn gồm dây treo có chiều dài 1m và vật nhỏ có khối lượng 100g, mang điện tích 2.10^-5 C. Treo con lắc đơn này trong điện trường đều với vectơ cường độ điện trường hướng theo phương ngang và có độ lớn 5.10⁴ V/m. Trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm treo và song song với vectơ cường độ điện trường, kéo vật nhỏ theo chiều của vectơ cường độ điện trường sao cho dây treo hợp với vectơ gia tốc trong trường $\vec{g}$ một góc 54^o rồi buông nhẹ cho con lắc dao động điều hòa. Lấy g = 10 m/s² . Trong quá trình dao động, tốc độ cực đại của vật nhỏ là

A. 2,87 m/s

B. 0,59 m/s

C. 0,50 m/s

D. 3,41 m/s

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:332328

Phương pháp giải

Lực điện trường tác dụng lên điện tích F = |q|E

Liên hệ giữa li độ dài và li độ góc trong dao động điều hòa của con lắc đơn: $S=\ell \alpha $

Tần số góc dao động điều hòa của con lắc đơn $\omega =\sqrt{\frac{g'}{\ell }}$

Tốc độ cực đại v_max= ωS₀

Giải chi tiết

Vị trí cân bằng của vật là vị trí con lắc có hợp lực tác dụng bằng 0. Khi đó dây treo hợp với phương thẳng đứng góc α

Ta có: $\tan \alpha =\frac{{{F}_{d}}}{P}=\frac{qE}{mg}=\frac{{{2.10}^{-5}}{{.5.10}^{4}}}{0,1.10}=1\Rightarrow \alpha ={{45}^{0}}$

Biên độ góc của dao động là α₀ = 54⁰ – 45⁰ = 9⁰ = $\frac{9\pi }{180}rad$

$g'=\sqrt{{{g}^{2}}+\frac{{{q}^{2}}{{E}^{2}}}{{{m}^{2}}}}=10\sqrt{2}m/{{s}^{2}}$

Tần số góc của dao động là: $\omega =\sqrt{\frac{g'}{\ell }}=\sqrt{g'}$

Tốc độ dao động cực đại của vật là: v_max = $\omega \ell {{\alpha }_{0}}=\sqrt{g'}.1.\frac{9\pi }{180}=0,59m/s$

Đáp án cần chọn là: B

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.