Một con lắc đơn có chiều dài 45cm với vật nhỏ có khối lượng 102g, mang điện tích 2μC. Khi con lắc đang đứng cân bằng thì đặt một điện trường đều có véctơ cường độ điện trường hướng theo phương ngang và có độ lớn 3,5.10⁴ V/m trong quãng thời gian 0,336s rồi tắt điện trường. Lấy g = 9,81(m/s²), π = 3,14. Tốc độ cực đại của vật nhỏ trong quá trình dao động sau đó xấp xỉ là

Phương pháp: 

+ Sử dụng biểu thức tính chu kì dao động của con lắc đơn: T=2πlg 

+ Sử dụng biểu thức tính vận tốc cực đại: vmax=2gl1−cosα0 

Cách giải: 

+ Chu kì dao động của con lắc: T=2πlg=1,345s

+ Khi đặt vào điện trường, con lắc lệch khỏi VTCB ban đầu 1 góc α với : 

tanα=FP=qEmg=2.10−6.3,5.1040,102.9,81≈0,07⇒α≈0,07rad 

Khi đó, con lắc có VTCB mới lệch 0,07rad theo chiều điện trường.

Lúc t = 0 con lắc ở vị trí biên âm

Khi t = 0,336s = T4con lắc ở CTCB mới và vận tốc khi này v=αω 

Khi tắt điện trường thì VTCB trở lại ban đầu ⇒α0=α2+v2ω2=α2=0,072(rad) 

⇒vmax=2gl1−cosα0=20,78cm/s 

Chọn C.