IMG-LOGO

Câu hỏi:

22/07/2024 1,513

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m = 120g được tích điện q=2,16.104C. Lò xo không dẫn điện, vật cô lập về điện. Chọn gốc O tại vị trí cân bằng của vật, trục Ox thẳng đứng hướng lên. Cho vật dao động điều hòa với phương trình x=5.cos4πtπ3cm. Lấy g = 10 m/s2, π2= 10. Ngay khi vật đi hết quãng đường 173,5 cm tính từ thời điểm t = 0, người ta thiết lập một điện trường đều có vectơ cường độ điện trường E thẳng đứng hướng xuống, E = 2.103 V/m trong thời gian 1,375s rồi ngắt điện trường. Biên độ dao động của vật sau khi ngắt điện trường gần đúng bằng.

A. 7,36 cm

B. 6,76 cm

C. 4,82 cm

D. 5,26 cm

Đáp án chính xác
 Xem lời giải

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Phương pháp: 

Áp dụng VTLG và công thức độc lập với thời gian: x2+v2ω2=A2 

Khi áp điện trường vào thì lò xo dãn thêm một đoạn: q.E=k.ΔlΔl=q.Ek=q.Em.ω2

Vị trí cân bằng của lò xo lệch đi một đoạn Δl, xác định tọa độ và vận tốc của vật ở đó để xác định biên độ dao động mới. 

Khi ngắt điện trường, vị trí cân bằng trở về vị trí ban đầu, tại thời điểm ngắt điện trường, xác định tọa độ và vận tốc của vật ở vị trí đó để xác định biên độ dao động mới.

Lời giải: 

Vật dao động điều hòa với phương trình: x=5.cos4πtπ3cm,

A=5cmω=4πrad/sT=2πω=2π4π=0,5s

Ban đầu vật ở vị trí có li độ x=2,5 cm đang chuyển động theo chiều dương.

Khi vật đi quãng đường: 173,5cm=2,5+17.10+1

VTLG cho ta vị trí ban đầu và vị trí t

VietJack

Tại M thì vẫn đang có vận tốc là: v=ω2.A2x2=4π2.5242=12πcm/s

Tại vị trí này, thiết lập điện trường. Lực điện trường làm lò xo dãn thêm một đoạn ΔlqE=k.ΔlΔl=qEk=2,16.104.2.1030,12.4π2=2,25.102m=2,25cm

Vậy vị trí cân bằng lùi xuống dưới một đoạn 2,25 cm. Khi đó vật đang có li độ: x=42,25=6,25cm

Biên độ dao động mới lúc này là: A'=x2+v2ω2=42,252+12π4π2=6,93cm

Thời gian thiết lập điện trường là: 1,375s=114T=2T+34T

Ta có VTLG:

VietJack

Ta có độ lớn của góc a là: a=arccos45=36,870

Vậy góc b=900a=5307'

Li độ của vật khi đó là: x=A'.cosb=4,158cm

Vận tốc của vật khi đó là: v=ω2.A2x2=22,176πcm/s

Lúc này ngừng tác dụng lực điện, vị trí cân bằng của vật trở về vị trí ban đầu, nên li độ của vật lúc này là: x'=4,1582,25=1,908cm

Biên độ của vật là: A''=x'2+v2ω2=1,9082+22,176π4π2=5,863cm

Vậy gần nhất với giá trị biên độ này là 5,26 cm.

Chọn D

Câu trả lời này có hữu ích không?

0

Gói VIP thi online tại VietJack (chỉ 400k/1 năm học), luyện tập gần 1 triệu câu hỏi có đáp án chi tiết

ĐĂNG KÝ VIP

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1:

Một điện tích điểm có điện tích q = 2 nC đặt tại điểm O, điểm M cách O một đoạn 40 cm, hệ đặt trong không khí. Vectơ cường độ điện trường do điện tích đó gây ra tại điểm M có độ lớn là

Xem đáp án » 04/09/2021 5,522

Câu 2:

Một con lắc đơn dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa li độ góc α và thời gian như hình vẽ. Lấy  π2= 10, tốc độ lớn nhất của con lắc gần đúng bằng

VietJack

Xem đáp án » 04/09/2021 3,006

Câu 3:

Vận dụng mẫu nguyên tử Rutherford cho nguyên tử Hidro. Cho hằng số điện k=9.109Nm2/C2, hằng số điện tích nguyên tố e=1,6.1019C, và khối lượng của electron me=9,1.1031kg. Khi electron chuyển động trên quỹ đạo tròn bán kính r = 2,12 Å  thì tốc độ chuyển động của electron xấp xỉ bằng

Xem đáp án » 04/09/2021 2,976

Câu 4:

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ và lò xo nhẹ có độ cứng k. Con lắc dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình dao động là x=A.cosωt+φ. Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng của vật, cơ năng của con lắc là

Xem đáp án » 04/09/2021 2,920

Câu 5:

Một sợi dây dài 2 m với hai đầu cố định đang có sóng dừng với 5 bụng. Biết tần số sóng truyền trên dây là 40 Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là

Xem đáp án » 04/09/2021 2,358

Câu 6:

Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi là dao động

Xem đáp án » 04/09/2021 2,047

Câu 7:

Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của bình phương vận tốc (v2) vào li độ x như hình vẽ. Tần số góc của vật là

VietJack

Xem đáp án » 04/09/2021 1,983

Câu 8:

Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có

Xem đáp án » 04/09/2021 1,970

Câu 9:

M và N là hai điểm trên một mặt nước phẳng lặng cách nhau 1 khoảng 12 cm. Tại 1 điểm O trên đường thẳng MN và nằm ngoài đoạn MN, người ta đặt nguồn dao động theo phương vuông góc với mặt nước với phương trình u=2,52cos20πtcm, tạo ra sóng trên mặt nước với tốc độ truyền sóng v=1,6m/s. Khoảng cách xa nhất giữa 2 phần tử môi trường tại M và N khi có sóng truyền qua là

Xem đáp án » 04/09/2021 1,911

Câu 10:

Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, bộ phận nào sau đây ở máy phát thanh dùng để biến dao động âm thành dao động điện có cùng tần số?

Xem đáp án » 04/09/2021 1,886

Câu 11:

Một nguồn âm, đẳng hướng điểm đặt tại điểm O trong không khí, điểm M nằm trong môi trường truyền âm. Biết cường độ âm tại điểm M là 20 mW/m2. Mức cường độ âm tại điểm N (với N là trung điểm của đoạn OM) có giá trị gần đúng là

Xem đáp án » 04/09/2021 1,737

Câu 12:

Một sóng ngang truyền trên mặt nước với vận tốc truyền sóng 0,4 m/s, chu kỳ sóng 2s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà phân tử vật chất tại hai điểm đó dao động ngược pha nhau là

Xem đáp án » 04/09/2021 1,449

Câu 13:

Đặt điện áp không đổi 60 V vào hai đầu mạch điện chỉ có một cuộn dây không thuần cảm thì cường độ dòng điện trong mạch là 2 A. Nếu đặt vào hai đầu mạch điện đó một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng là 60 V, tần số 50 Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là 1,2 A. Độ tự cảm của cuộn dây bằng

Xem đáp án » 04/09/2021 1,333

Câu 14:

Gọi nđ, nt và nv lần lượt là chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc đỏ, tím và vàng. Sắp xếp nào sau đây là đúng?

Xem đáp án » 04/09/2021 1,326

Câu 15:

Một sóng hình sin truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình sóng là u=a.cos30πtπxmm, trong đó x tính bằng mét (m), t tính bằng giây (s). Tốc độ truyền sóng là:

Xem đáp án » 04/09/2021 1,282

Câu hỏi mới nhất

Xem thêm »
Xem thêm »