Diễn Đàn Vật Lý | Thư Viện Vật Lý

Thầy, cô và các bạn giải đáp giúp em bài tập vật lý này với ạ ! Em cảm ơn.

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng 100N/m và vật nhỏ có khối lượng m = 1kg được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo, hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật nhỏ là 0,1. Vật được tích điện q = 2.10^-5 C đặt trong điện trường đều nằm ngang có chiều cùng với chiều dương từ M đến O (Tại M lò xo nén 10cm, tại O lò xo không biến dạng), có độ lớn 5.10⁴ V/m. Ban đầu giữ vật ở M rồi buông nhẹ để con lắc dao động. Lấy g = 10 m/s². Tìm tốc độ lớn nhất vật nhỏ đạt được khi dao động ngược chiều dương ?
A. 100 cm/s          B. 80 cm/s           C. [tex]40\sqrt{5}[/tex] cm/s         D. [tex]20\sqrt{5}[/tex] cm/s

Ta thấy Fd = Fms =1N ==> Khi chuyển động theo chiều dương MO hai lực này triệt tiêu nhau và vật tới vị trí N đối xứng với M qua O
Khi vật đi ngược chiều dương, áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có: [tex](\frac{1}{2}kx^2+\frac{1}{2}mv^2)-\frac{1}{2}kA^2=-(F_d+F_{ms})(A-x)[/tex]
==> [tex]v^2=-\frac{k}{m}x^2+2(\mu g+\frac{qE}{m})x+\frac{k}{m}A^2-2(\mu g+\frac{qE}{m})A[/tex]  (1)
Từ (1) ta thấy [tex]v_{max} \Leftrightarrow x=-\frac{2(\mu g+\frac{qE}{m})}{2(-\frac{k}{m})}=0,02m[/tex] Thay vào (1) ta được [tex]v_{max}^2=0,64\Rightarrow v_{max}=0,8m[/tex] chọn B

Vị trí cân bằng tạm :
Fms = mu.m.g =0,1.1.10=1N
Fd=qE=2.10^-5.5.10^4=1N
Fd=Fms
NX:
+ Đi theo chiều điện trường hợp lực tác dụng FhL=Fdh=0 khi x=0 ==> vật dao động điều hòa quanh VTCB x=0 và CNang bao toan
+ Đi ngượ chiều điện trường vật chuyển động quanh FhL=-kx+Fd+Fms=0 khi x=0,02m ==> vật dao động vị trí cân bằng x=0,02m
và đó cũng chính là vị trí mà vât đạt tốc độ lớn nhất khi đi theo chiều âm
==> ĐLBTNL khi đi theo chiều âm : 1/2kA^2 - 1/2kx^2-1/2mv^2 = (Fd+Fms)(A-x)