Con lắc lò xo có đôk cứng k = 10 N/m và vật khối lượng m = 100g

37/38

Con lắc lò xo có đôk cứng k=10N/m và vật khối lượng m=100g đặt trên phương nằm ngang. Vật có khối lượng m0=300g được tích điện q=10-4 C gắn cách điện với vật m, vật m0 sẽ bong ra nếu lực kéo tác dụng lên nó đạt giá trị 0,5N. Đặt điện trường đều E→ dọc theo phương lò xo và có chiều từ điểm gắn cố định của lò xo đến vật. Đưa hệ vật đến vị trí sao cho lò xo nén một đoạn 10cm rồi buông nhẹ cho hệ vật dao động. Bỏ qua ma sát. Sau thời gian 2π15s kể từ khi buông tay thì vật m0 bong ra khổi vật m. Điện trường E→ có độ lớn gần nhất với giá trị nào sau đây?

909 V/m

666 V/m

714 V/m

3333 V/m

Giải thích

Gắn con lắc trong hệ quy chiếu của vật m, theo phương ngang vật m₀ chịu tác dụng của hai lực:

Chọn trục tọa độ Ox có phương nằm ngang, gốc tọa độ O là VTCB, chiều dương hương sang phải.

Khi có thêm lực điện trường tác dụng hướng sang phải thì VTCB dịch chuyên về phía phải đoạn

Khi thả vật đang ở biên âm, sau thời gian

thì vật m0 bong nên vật m₀tách khỏi m tại vị trí x= A/ 2 . Lực này lực quán tính đang hướng sang phải nên hợp lực tác dụng lên vật là:

Theo đề, khi vật m0tách thì:

=> Chọn A