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 một góc 54o 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
Lời giải của giáo viên
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: \( \alpha = \frac{{{F_d}}}{P} = \frac{{qE}}{{mg}} = \frac{{{{2.10}^{ - 5}}{{.10}^4}}}{{0,1.10}} = 1 \to \alpha = {45^0}\)
Biên độ góc của dao động là: \( \to \alpha = {45^0} \to {\alpha _0} = {54^0} - {45^0} = {9^0} = \frac{{9\pi }}{{180}}\)
\( \to g' = \sqrt {{g^2} + {{\frac{{{q^2}E}}{{{m^2}}}}^2}} = 10\sqrt 2 m/{s^2}\)
+ Tần số góc của dao động là: \( \omega = \sqrt {\frac{{g'}}{l}} = \sqrt {g'} \)
+ Tốc độ dao động cực đại của vật là: \( {v_{\max }} = \omega l{\alpha _0} = \sqrt {g'} .1.\frac{{9\pi }}{{180}} = 0,59m/s\)
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Trong đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần, cường độ dòng điện chạy qua mạch và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch luôn:
Một chất điểm có khối lượng m = 100g , dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình \(x=4cos(2t)(cm)\) . Động năng cực đại của chất điểm bằng
Đặt điện áp \(u = 220\sqrt 2 \cos (100\pi t)(V)\) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L, đoạn MB chỉ có tụ điện C. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch MB có giá trị hiệu dụng bằng nhau nhưng lệch pha nhau \(2\pi/3\) . Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch AM bằng
Một mạch mắc nối tiếp gồm điện trở \(R=20\sqrt 5 \Omega\) , một cuộn cảm thuần có hệ số tự cảm \(L=0,1/ \pi (H)\) và một tụ điện có điện dung C thay đổi. Tần số dòng điện f =50 Hz. Để tổng trở của mạch là \(60 \Omega\) thì điện dung C của tụ điện là:
Đặt điện áp xoay chiều \( u = 200\sqrt 2 \cos (100\pi t)(V)\) vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện có dung kháng \(Z_C=50\Omega\) mắc nối tiếp với điện trở thuần \(R=50 \Omega\) . Cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức
Hai dao động điều hòa có các phương trình li độ lần lượt là \( {x_1} = 5\cos (100\pi t + \frac{\pi }{2})(cm)\) và\( {x_2} = 12\cos (100\pi t)(cm)\). Dao động tổng hợp của hai dao động này có biên độ bằng
Một vật dao động điều hòa với biên độ A và cơ năng W. Mốc thế năng của vật ở vị trí cân bằng. Khi vật đi qua vị trí có li độ \(2A/3\) thì động năng của vật là
Người ta làm nóng 1 kg nước thêm 10 C bằng cách cho dòng điện 2 A đi qua một điện trở \(6 \Omega\) . Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K . Thời gian cần thiết là
Cho mạch điện gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L và r. Biết \(U=200V, U_R=110V;U_{cd}=130V\). Công suất tiêu thụ của mạch là 320 W thì r bằng?
Khi một sóng cơ học truyền từ không khí vào nước thì đại lượng nào sau đây không đổi?
Một con lắc đơn dao động điều hoà tại một nơi với chu kì là T, tích điện q cho con lắc rồi cho dao động trong một điện trường đều có phương thẳng đứng thì chu kì dao động nhỏ là T’. Ta thấy T>T’ khi
Đặt điện áp \(u=U_0 cos\omega t\) vào hai đầu đoạn mạch có RLC mắc nối tiếp. Điều chỉnh để \(\omega =\omega_0\) thì trong mạch có cộng hưởng điện, tần số góc được tính theo công thức:
Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình li độ \( x = 2\cos (2\pi t + \frac{\pi }{2})(cm)\) (x tính bằng cm, ttính bằng s). Tại thời điểm t =1/4 s, chất điểm có li độ bằng:
Mắc một vôn kế nhiệt vào một đoạn mạch điện xoay chiều. Số chỉ của vôn kế mà ta nhìn thấy được cho biết giá trị của hiệu điện thế
Một điện tích \( {\rm{ - 1}}\mu {\rm{C}}\) đặt trong chân không sinh ra điện trường tại một điểm cách nó 1 m có độ lớn và hướng là