Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nặng kh...

D

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Vận dụng công thức con lắc lò xo chịu tác dụng của lực điện

Lực điện trường: F = qE

Giải chi tiết:

Ta có:  \(T = {{2\pi } \over \omega } = 2\pi \sqrt {{m \over k}}  = 0,2\pi {\rm{ s}}\)

Gọi O là vị trí lò xo không bị biến dạng, O’ là vị trí cân bằng lúc sau khi có điện trường.

Ta có: k.OO’=qE

\({\rm{OO}}' = {{qE} \over k} = {{{{5.10}^{ - 6}}{{.10}^5}} \over {10}} = 0,05m = 5cm\)  

Biên độ dao động khi có lực tác dụng là A=OO’=5cm

Sau thời gian: \(\Delta t = 0,05\pi s = {T \over 4}\) vật từ VT biên trái O chuyển động sau T/4 về tới biên phải O’. Vận tốc lúc này là \(v = A\omega \), tới vị trí này lực ngừng tác dụng thì vị trí cân bằng mới của con lắc là vị trí O. Biên độ dao động mới là:

\(A' = \sqrt {{x^2} + {{{v^2}} \over {{\omega ^2}}}}  = \sqrt {{A^2} + {{{{(A\omega )}^2}} \over {{\omega ^2}}}}  = A\sqrt 2  = 5\sqrt 2 cm\) 

=> Năng lượng dao động của con lắc khi ngắt điện trường: \(W' = {1 \over 2}kA{'^2} = {1 \over 2}.10.{(0,05\sqrt 2 )^2} = 0,025J\) 

Chọn D.