Câu hỏi:
2 năm trước
Một quả cầu nhỏ mang điện tích được cân bằng trong điện trường do tác dụng của trọng lực và lực điện trường. Đột ngột giảm độ lớn điện trường đi còn một nửa nhưng vẫn giữ nguyên phương và chiều của đường sức điện. Thời gian để quả cầu di chuyển được 5cm trong điện trường. Lấy g = 10m/s2
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: d
Gọi \(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \) lần lượt là lực điện trường lúc đầu và lúc sau.
+ Các lực tác dụng lên quả cầu gồm trọng lực \(\overrightarrow P \) và lực điện \(\overrightarrow F \)
+ Lúc đầu quả cầu cân bằng: \(\overrightarrow P + \overrightarrow {{F_1}} = 0 \to mg = qE\)
+ Khi độ lớn điện trường giảm đi một nửa thì : \({F_2} = \frac{{qE}}{2} = \frac{{mg}}{2}\)
Áp dụng định luật II-Newton, ta có:
\(\overrightarrow P + \overrightarrow {{F_2}} = m\overrightarrow a \)
Chọn chiều dương hướng xuống,
\( \to mg - {F_2} = ma \to a = \frac{{mg - \frac{{mg}}{2}}}{m} = \frac{g}{2}\)
Lại có:
\(s = \frac{1}{2}a{t^2} \to t = \sqrt {\frac{{2{\rm{s}}}}{a}} = \sqrt {\frac{{2.0,05}}{{\frac{{10}}{2}}}} = \frac{{\sqrt 2 }}{{10}} \approx 0,1414{\rm{s}}\)
Hướng dẫn giải:
+ Xác định các lực tác dụng lên vật
+ Áp dụng điều kiện cân bằng của vật
+ Áp dụng biểu thức tính lực điện: F = qE
+ Áp dụng định luật II-Newton
+ Sử dụng phương trình chuyển động: \(s = \frac{1}{2}a{t^2}\)
