Một con lắc đơn gồm sợi dây mảnh dài l=1m, vật có khối lượng m=100√3g tích điện q=10−5(C). Treo con lắc đơn trong điện trường đều có phương vuông góc với gia tốc trọng trường →g và có độ lớn E=105V/m. Kéo vật theo chiều của vec tơ điện trường sao cho góc tạo bởi dây treo của con lắc và →g bằng 600 rồi thả nhẹ để vật dao động. Lực căng cực đại của dây treo là:
Trả lời bởi giáo viên
+ VTCB mới của con lắc là vị trí mà dây treo hợp với phương thẳng đứng góc β sao cho:
tanβ=|q|Emg=10−5.105100√3.10−3.10=1√3⇒β=300(rad)
+ Kéo con lắc đơn ra sao cho gia tốc trọng trường g tạo với dây treo của con lắc một góc 600
=> CLĐ sẽ dao động với biên độ α0=600 - β=600−300=300.
+ Gia tốc trọng trường hiệu dụng g′=√g2+a2=√g2+g2tan2β=2g√3
Lực căng dây cực đại của con lắc đơn: Tmax
Hướng dẫn giải:
+ Vận dụng biểu thức tính lực điện: {F_d} = qE
+ Sử dụng công thức tính lực căng dây cực đại: {T_{{\rm{max}}}} = mg\left( {3 - 2\cos {\alpha _0}} \right)