by 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 (một đầu lò xo cố định tại Q, một đầu gắn vật m). Điện tích của con lắc trong quá trình dao động không thay đổi, bỏ qua mọi ma sát. Kích thích cho vật m dao động điều hòa với biên độ 4 cm. Tại thời điểm vật m qua vị trí cân bằng và có vận tốc hướng về điểm Q, người ta bật điện trường đều có cường độ E = 6.103 V/m cùng hướng với vận tốc của vật. Động năng cực đại của con lắc lò xo sau khi bật điện trường là
A. 12,5 mJ. B.25 mJ.
C. 125 J.
D. 0,25 J.
Hướng dẫn
Ta có:
${{v}_{max}}=\omega {{A}_{1}}=4\omega $cm/s.
$\Delta {{l}_{0}}=\frac{qE}{k}=\frac{\left( {{5.10}^{-5}} \right).\left( {{6.10}^{3}} \right)}{\left( 10 \right)}=3$cm, về phía lò xo giãn.
${{A}_{2}}=\sqrt{\Delta l_{0}^{2}+{{\left( \frac{{{v}_{max}}}{\omega } \right)}^{2}}}=\sqrt{{{\left( 3 \right)}^{2}}+{{\left( 4 \right)}^{2}}}=5$cm.
${{E}_{dmax}}=E=\frac{1}{2}k{{A}^{2}}=\frac{1}{2}.\left( 10 \right).{{\left( {{5.10}^{-2}} \right)}^{2}}=0,0125$J.
Chọn A.
