Tháng Hai 3, 2026

Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng 250g mang điện tích 10-7C được treo vào sợi dây mảnh cách điện có chiều dài 90 cm trong điện trường đều nằm ngang có cường độ E = 2.106 V/m. Khi quả cầu đang nằm yên ở vị trí cân bằng, người ta đột ngột đổi chiều điện trường thì con lắc dao động điều hòa. Cho g = 10 m/s2 . Tốc độ cực đại của quả cầu sau khi đổi chiều điện trường có giá trị gần bằng

Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng 250g mang điện tích 10-7C được treo vào sợi dây mảnh cách điện có chiều dài 90 cm trong điện trường đều nằm ngang có cường độ E = 2.106 V/m. Khi quả cầu đang nằm yên ở vị trí cân bằng, người ta đột ngột đổi chiều điện trường thì con lắc dao động điều hòa. Cho g = 10 m/s2 . Tốc độ cực đại của quả cầu sau khi đổi chiều điện trường có giá trị gần bằng

A. 24 cm/s

B. 55 cm/s

C. 40 cm/s

D. 48 cm/s

Hướng dẫn

Khi con lắc cân bằng trong điện trường đều có phương nằm ngang, vị trí A của con lắc có dây treo hợp với phương thẳng đứng góc \(\alpha\) với
\(tan\alpha =\frac{F}{P}=\frac{qE}{mg}=0,08\Rightarrow \alpha \approx 0,08(rad)\)
Khi đột ngột đổi chiều điện trường nhưng giữ nguyên cường độ thì con lắc dao động quanh VTCB mới là điểm C, giữa A và B với biên độ góc 2\(\alpha\) (Hình vẽ). Con lắc dao động trong trọng trường hiệu dụng

\(g’=\sqrt{g^2+\left ( \frac{qE}{m} \right )^2}=10,032(m/s^2)\)
Chu kỳ của con lắc là \(T=2\pi \sqrt{\frac{l}{g’}}=1,8819(s)\)
Biên độ của con lắc \(S_0=\widehat{CA}=\l .2\alpha =90.2.0,08=14,4(cm)\)
Tốc độ cực đại \(v_{max}=\frac{2\pi }{T}A=48cm/s\)