Một vật nặng có khối lượng m, điện tích \( q = + {5.10^{ - 5}}C\) được gắn vào lò xo có độ cứng k=10 N/m tạo thành con lắc lò xo nằm ngang . Điện tích trên vật nặng không thay đổi khi con lắc dao động và bỏ qua mọi ma sát. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa với biên độ 5cm. Tại thời điểm vật nặng đi qua vị trí cân bằng và có vận tốc hướng ra xa điểm treo lò xo, người ta bật một điện trường đều có cường độ E= 104V/m, cùng hướng với vận tốc của vật. Khi đó biên độ dao động mới của con lắc lò xo là:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐộng năng của vật khi đi qua vị trí cân bằng (khi chưa có điện trường): \( \frac{{mv_0^2}}{2} = \frac{{kA_1^2}}{2}\)
Vị trí cân bằng mới (khi có thêm điện trường) lò xo biến dạng một đoạn: \( {\rm{\Delta }}l = \frac{{qE}}{k} = 0,05m = 5cm\)
Ở thời điểm bắt đầu có điện trường có thể xem đưa vật đến vị trí lò xo có độ biến dạng Δl và truyền cho vật vận tốc v0v0. Vậy năng lượng mới của hệ là:
\(\begin{array}{*{20}{l}} {{\rm{W}} = \frac{{{\rm{kA}}_2^2}}{2} = \frac{{k{{\left( {{\rm{\Delta }}l} \right)}^2}}}{2} + \frac{{mv_0^2}}{2} = 2\frac{{{\rm{kA}}_1^2}}{2}}\\ { \to {A_2} = \sqrt 2 {A_1} = 7,07cm} \end{array}\)
Câu hỏi liên quan
-
Lực kéo về tác dụng lên một chất điểm dao động điều hòa có độ lớn
-
Một con lắc lò xo nằm ngang gồm một lò xo nhẹ có độ cứng 40N/m một đầu gắn cố định, đầu còn lại gắn với vật nhỏ có khối lượng 100g nằm yên trên mặt phẳng ngang nhẵn. Kéo vật đến vị trí lò xo dãn 8 cm rồi tác dụng một lực có độ lớn 12N hướng dọc theo trục của lò xo về phía vị trí cân bằng trong khoảng thời gian 0,01s, sau đó con lắc dao động điều hoà. Coi rằng trong thời gian tác dụng lực, vật nhỏ chưa thay đổi vị trí. Trong quá trình dao động, tốc độ cực đại mà vật đạt được là:
-
Trong dao động điều hoà của con lắc lò xo, phát biểu nào sau đây là không đúng?
-
Một vật nhỏ dao động điều hòa theo phương trình x = Acos10t (t tính bằng s). Tại t = 2 s, pha của dao động là:
-
Hai lò xo\(l_1\) và \(l_2\) có cùng độ dài. Khi treo vật m vào lò xo \(l_1\) thì chu kỳ dao động của vật là , khi treo vật vào lò xo \(l_2\)thì chu kỳ dao động của vật là 0,8s. Nối hai lò xo với nhau ở cả hai đầu để được một lò xo cùng độ dài rồi treo vật vào hệ hai lò xo thì chu kỳ dao động của vật là
-
Một lò xo có độ dài = 50 cm, độ cứng k = 50 N/m. Cắt lò xo làm 2 phần có chiều dài lần lượt là \(l_1\)= 20 cm, \(l_2\)= 30 cm. Tìm độ cứng của mỗi đoạn:
-
Một vật dao động điều hoà, khi đi từ vị trí cân bằng ra biên thì thế năng
-
Một con lắc lò xo dao động tắt dần trên mặt phẳng nằm ngang. Cứ sau mỗi chu kì biên độ giảm 2%. Gốc thế năng tại vị trí của vật mà lò xo không biến dạng. Phần trăm cơ năng của con lắc bị mất đi trong hai dao động toàn phần liên tiếp có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
-
Một lò xo có chiều dài tự nhiên 30cm, một treo cố định, đầu còn lại gắn với vật nhỏ khối lượng 200g. Kích thích cho vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, khi lò xo có chiều dài 28cm thì vận tốc của vật bằng không và lực đàn hồi của lò xo có độ lớn 2N. Lấy g=10m/s2. Động năng cực đại của con lắc là
-
Một con lắc lò xo khi gắn vật m với lò xo thì chu kì là \(T_1\)= 3s. Nếu gắn vật m đó vào lò xo thì dao động với chu kì \(T_2\)= 4s. Tm chu kì của con lắc lò xo ứng với các trường hợp ghép nối tiếp hai lò xo với nhau
-
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, dao động điều hòa với chu kì 0,4 s. Khi vật nhỏ của con lắc ở vị trí cân bằng, lò xo có độ dài 44 cm. Lấy g = 10 m/s2; π2 = 10. Chiều dài tự nhiên của lò xo là:
-
Cho hệ vật gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 20 N/m, vật M có khối lượng 30 g được nối với vật N có khối lượng 150 g bằng một sợi dây không dãn vắt qua ròng rọc như hình bên. Bỏ qua mọi ma sát, bỏ qua khối lượng dây và ròng rọc. Ban đầu giữ M tại vị trí để lò xo không biến dạng, N ở xa mặt đất. Thả nhẹ M để cả hai vật cùng chuyển động, sau 0,2 s thì dây bị đứt. Sau khi dây đứt, M dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang với biên độ A. Lấy g = 10m/s2, \(\pi ^2 \approx 10\) .Giá trị của A bằng
-
Tiến hành thí nghiệm với con lắc lò xo treo thẳng đứng. Lần 1. Cung cấp cho vật nặng vận tốc \( {\vec v_0}\) từ vị trí cân bằng thì vật dao động với biên độ A1.Lần 2. Đưa vật đến vị trí cách vị trí cân bằng đoạn x0 rồi buông nhẹ. Lần này vật dao động với biên độ A2.Lần 3. Đưa vật đến vị trí cách vị trí cân bằng đoạn x0 rồi cung cấp cho vật nặng vận tốc \( {\vec v_0}\). Lần này vật dao động với biên độ bằng?
-
Trong dao động điều hoà khi vật đổi chiều chuyển động thì
-
Xét các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hoà là A, φ và ω. Đại lượng có giá trị xác định đôi với một con lắc lò xo
-
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ nặng 500 g gắn với lò xo độ cứng 50 N/m đặt trên mặt phẳng ngang nhẵn. Từ vị trí cân bằng truyền cho vật một vận tốc 1 m/s dọc theo trục lò xo để vật dao động điều hòa. Công suất cực đại của lực đàn hồi lò xo trong quá trình dao động bằng
-
Một con lắc lò xo dao động điều hòa. Biết lò xo có độ cứng 36 N/m và vật nhỏ có khối lượng 100g. Động năng của con lắc biến thiên theo thời gian với tần số.
-
Công thức tính tần số dao động của con lắc lò xo
-
Con lắc lò xo gồm vật m = 100g và lò xo k = 100 N/m. Lấy \({{\pi }^{2}}=10\). Dao động điều hoà với chu kỳ là:
-
Một lò xo có độ cứng K=50N/m, cắt lò xo làm hai phần với tỉ lệ 2:3. Tìm độ cứng của đoạn 1 và 2 lần lượt là:
