một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nặng khối lượng 100g tích điện q = 20 C và lò xo độ cứng k = 10 n/m. khi vật đang qua VTCB với vận tốc 20 căn 3 cm/s theo chiều dương trên mặt bàn nhẵn cách điện thì xuất hiện một điện trường đều trong không gian xung quanh. biết điện trường cùng chiều dương của trục tọa độ và có cường độ E = 10^4 V/m. tính năng lượng dao động của con lắc sau khi xuất hiện điện trường.
A.6.10^-3 B.8.10^-3 C.4.10^-3 D.2.10^-3
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án C
Tần số góc dao động của con lắc lò xo:
Dưới tác dụng của điện trường, con lắc sẽ dao động quanh vị trí cân bằng mới O’ cách vị trí cân bằng cũ O một đoạn
→ Biên độ dao động mới của con lắc
Năng lượng dao động
Đáp án B
Hướng dẫn:
Tần số góc của dao động ω = k m = 10 rad/s
+ Dưới tác dụng của điện trường, vị trí cân bằng mới O′ của vật dịch chuyển về phía chiều dương cách vị trí cân bằng cũ O một đoạn Δ l 0 = q E k = 20.10 − 6 .10 4 10 = 2 cm.
Tại vị trí xuất hiện điện trường, ta có x ' = − Δ l 0 = − 2 cm, v ' = 20 3 cm/s.
→ Biên độ dao động của vật sau khi xuất hiện điện trường A ' = x ' 2 + v ' ω 2 = − 2 2 + 20 3 10 2 = 4 cm
Cơ năng của dao động E = 0 , 5 k A 2 = 8 m J .
Đáp án A
Vì chiều dài đoạn thẳng dao động là 4 cm suy ra biên độ A=2cm.
Khi vật m dao động hợp của lực điện trường và lực đàn hổi gây ra gia tốc a cho vật.
F = F d − F dh = m . a ⇒ qE − k . Δ l = m . ω 2 . x Δ l = x
Tại vị trí biên (x=A), vật có gia tốc cực đại nên
Chọn đáp án D
Sau khi có điện trường thì biên độ của vật là A = L/2 = 4cm.
Do con lắc bắt đầu chịu tác dụng lực điện khi đang ở VTCB và đang đứng yên nên sau khi có lực điện thì vị trí đó là vị trí biên. VTCB mới cách VTCB cũ một đoạn:
Chọn đáp án D
Sau khi có điện trường thì biên độ của vật là A = L/2 = 4cm.
Do con lắc bắt đầu chịu tác dụng lực điện khi đang ở VTCB và đang đứng yên nên sau khi có lực điện thì vị trí đó là vị trí biên. VTCB mới cách VTCB cũ một đoạn:
bạn chỉ cần xác định vị trí cân bằng lúc sau khi có điện trường của vật là được.
tại vt cân bằng mới, lò xo dãn một đoạn \(l=\frac{qE}{k}\) đây cũng chính là khoảng cách giữa hai VTCB lúc đầu và lúc sau và cũng chính là li độ của vật tại thời điểm bắt đầu xuất hiện điện trường so với VTCB mới
do vậy, ta có năng lượng dao động của con lắc lúc sau là: \(W=\frac{1}{2}mv^2+\frac{1}{2}kl^2\) (do năng lượng bảo toàn)
mình tính ra W=2.109 J cơ. có lẽ là đề của cậu nhầm (hoặc thiếu) đơn vị hoặc là mình tính sai. cậu tính lại nhé. nhưng hướng làm tớ nghĩ là đúng rồi
Cách làm của bạn Huyền Trang là đúng rồi, tuy nhiên kết quả bạn tính ra là W=2.109J
là con số quá lớn nên bạn tính lại xem có bị nhầm đơn vị hay không.
Mình dự kết quả đúng sẽ là phương án D: 2.10-3J