Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nhỏ khối lượng m mang điện tích
37/40
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nhỏ khối lượng m mang điện tích dương q gắn vào đẩu dưới lò xo có độ cứng k (chiều dài lò xo đủ lớn), tại vị trí cân bằng lò xo dãn Δl0=4cm. Tại t = 0 khi vật m đang đứng yên ở vị trí cân bằng người ta bật một điện trường đều có các đường sức hướng thẳng xuống dưới, độ lớn cường độ điện trường E biến đổi theo thời gian như hình vẽ, trong đó E0=kΔl0q. Lấy g=π2m/s2, quãng đường vật m đã đi được trong thời gian t = 0s đến t = 1,8s là
4 cm
16 cm
72 cm
48cm
Đáp án D
Chu kì của con lắc T=2πΔl0g=2π0,04π2=0,4s
Gọi O là vị trí cân bằng ban đầu của vật khi chưa bật điện trường
Dưới tác dụng của điện trường, vị trí cân bằng của con lắc bị thay đổi:
+) Với E0:OO1=Fdk=qE0k=q.kΔl0qk=Δl0
⇒ vật dao động điều hòa quanh O1với A=OO1=4cm
Trong thời gian 0,6s=0,4+0,2=T+T2 vật đi được quãng đường là:
S1=4.4+4.2=24cm, đến vị trí M (biên dưới v = 0)
+) Với 2E0:OO2=Fdk=q.2E0k=q.2.kΔl0qk=2Δl0⇒O2≡M
⇒vật đứng yên tại đó suốt thời gian từ 0,6s→1,2s:S2=0
+) Với 3E0:OO3=Fdk=q.3E0k=q.3.kΔl0qk=3Δl0
vật dao động điều hòa quanh O3 với A=O2O3=4cm
Trong thời gian 1,8−1,2=0,6s=T+T2, đi được S3=4.4+4.2=24cm
Tổng quãng đường đi được: S=S1+S2+S3=48cm