Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng 250 g mang điện tích được treo vào sợi dây mảnh cách điện có chiều dài 90 cm trong điện trường đều nằm ngang có cường độ . Khi quả cầu đang nằm yên ở vị trí cân bằng, người ta đột ngột đổi chiều điện trường thì con lắc dao động điều hòa. Cho . Tốc độ cực đại của quả cầu sau khi đổi chiều điện trường có giá trị gần bằng

Đáp án D

Khi con lắc cân bằng trong điện trường đều có phương nằm ngang, vị trí A của con lắc có dây treo hợp với phương thẳng đứng góc  với: tanα = Fp = qEmg = 0,08⇒α = 0,08(rad)

Khi đột ngột đổi chiểu điện trường nhưng giữ nguyên cường độ thì con lắc dao động quanh VTCB mới là điểm C, giữa A và B với biên độ góc:

α0 = 2α = 0,16(rad) (Hinh vẽ)

Con lắc dao động trong trọng trường hiệu dụng

g' = g2 + qEm2 = 10,032 (m/s2)

Tốc độ cực đại của quả cầu sau khi đổi chiều điện trường:

v0 = 2g'l(1 - cosα0) = 2.10,032.0,9.(1-cos 0,16) = 0,48(m/s) = 48 (cm/s)