Một vật nặng có khối lượng m, điện tích q=+5.105(C)q=+5.105(C) được gắn vào lò xo có độ cứng k=10N/mk=10N/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 5cm5cm. 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/mE=104V/m, cùng hướng với vận tốc của vật. Khi đó biên độ dao động mới của con lắc lò xo là:

Đáp án:

\(5\sqrt 2 \left( {cm} \right)\)

Giải thích các bước giải:

Khi đi qua VTCB cũ: 

\(\dfrac{1}{2}k{A^2} = \dfrac{1}{2}m{v^2} \Rightarrow 10.0,{05^2} = m{v^2} \Rightarrow {v^2} = \dfrac{{0,025}}{m}\)

Độ dịch chuyển vị trí cân bằng là:

\(\Delta x = \dfrac{{Eq}}{k} = \dfrac{{{{10}^4}{{.5.10}^{ - 5}}}}{{10}} = 0,05m = 5cm\)

Áp dụng phương trình độc lập:

\(\begin{array}{l}
{x^2} + \dfrac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = A{'^2} \Rightarrow 0,{05^2} + \dfrac{{\dfrac{{0,025}}{m}}}{{\dfrac{{10}}{m}}} = A{'^2}\\
 \Rightarrow A = \dfrac{{\sqrt 2 }}{{20}}m = 5\sqrt 2 \left( {cm} \right)
\end{array}\)