Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang gồm vật nặng có khối lượng m = 1 kg và lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Khi vật nặng của con lắc đi qua VTCB theo chiều dương với tốc độ v = 403 cm/s thì xuất hiện điện trường đều có cường độ điện trường E =2.104V/m và E⇀ cùng chiều dương Ox. Biết điện tích của quả cầu là q =200μC . Tính cơ năng của con lắc sau khi có điện trường.

Đáp án B

Trước khi có lực điện, con lắc đi qua vị trí cân bằng với vận tốc v0  nên:

∆l0 = 0x = 0v0 = 403 (cm/s)

Sau khi chịu thêm lực điện trường:

Tại VTCB mới của con lắc:

Khoảng cách giữa VTCB mới và VTCB cũ: 

OO' = ∆l0' - ∆l0 = q.Ek = 200.10-6. 2.104100 = 0,04 (m)

Li độ mới của con lắc: x' = x - OO' = -0,4 m = -4 cm

Do lực điện không làm thay đồi cấu tạo của con lắc và vận tốc của nó tại vị trí mà lực bắt đẩu tác dụng nên: 

ω' = ω = 1001 = 10 (rad/s)v' = v = 403

Biên độ của con lắc sau khi chịu thêm lực điện:

Cơ năng của con lắc sau khi chịu thêm lực điện: W = 12kA'2 = 12.100.0,082 = 0,32 (J)