Con lắc lò xo nằm ngang, gồm lò xo có độ cứng k=100 N/m, vật nặng
38/40
Con lắc lò xo nằm ngang, gồm lò xo có độ cứng k=100 N/m, vật nặng khối lượng 100 g, được tích điện q = 2.10-5 C(cách điện với lò xo, lò xo không tích điện). Hệ đặt trong điện trường đều có nằm ngang (E =105 V/m). Bỏ qua mọi ma sát, lấy π2=10. Ban đầu kéo lò xo đến vị trí dãn 6 cm rồi buông cho nó dao động điều hòa (t = 0). Xác định thời điểm vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng lần thứ 2021?
202,10 s.
404,2 s.
202,07 s
202,50 s
Đáp án C
Chu kì
Vật m tích điện q>0 dao động ngang trong điện trường
chịu thêm
u không đổi giống trường hợp treo thẳng đứng.
Phương trình ĐL II Newton cho vật m khi cân bằng
ở VTCB mới O’:
+ 
=
. Hay: - Fđh + Fd = 0
=> Fd = Fđh <=> qE = kOO’ <=> OO’= qE/k = 2.10-5.105/100 = 0,02 m = 2 cm
Theo gỉa thiết ta có : OA = 6cm → O’A = 6 – 2 = 4 cm
→ Biên độ dao động của vật trên trục O’x là A’ = O’A = 4 cm (vì v = 0)
-Thời điểm vật qua vị trí lò xo không biến dạng lần 1 là vị trí O (có li độ -2 cm) so với O’ là ( Vật chuyển động về trái)
t1 = T/4 + T/12 = T/3 = 2/30 = 1/15 s.
-Thời điểm vật qua vị trí lò xo không biến dạng lần 2 là vị trí O (có li độ -2 cm) so với O’ là: ( Vật chuyển động về phải)
t2 = T/4 + T/12 + T/3= 2T/3 = 4/30 = 2/15 s.
-Mỗi chu kì lò xo không biến dạng 2 lần.
-Thời điểm vật qua vị trí lò xo không biến dạng lần thứ 2021 là:
t2021 = 1010T + t1 = 1010.0,2 + 1/15 = 3031/15 ≈ 202,067 s.