Bài 21: Con lắc có chiều dài 10cm. Vật nặng khối lượng m = 10g mang điện tích \[10\mu C\]. Con lắc được treo giữa hai bản kim loại phẳng song song đặt cách nhau 10cm. Nối hai bản tụ với một tụ điện có hiệu điện thế là 40V. Hãy xác định:
a, Vị trí cân bằng mới của con lắc?
b, Chu kì dao động của nó?
ĐỀ BÀI không cho biết g và không biết 2 tấm kim loại phẳng song song đặt theo phương thẳng đứng hay theo phương ngang lên mình sẽ giải theo cả hai trường hợp và lấy g= 10
TH1 : Hai tấm kim loại đặt theo phương thẳng đứng :
suy ra vec tơ E có phương nằm ngang
a)
tại vị trí cân bằng mới vật chịu tác dụng của 3 lực trọng lực P,lực căng T, lực điện F
\[tan\alpha =\frac{F}{P}=\frac{q.E}{mg}=\frac{qU}{mgd}=0,04\Rightarrow \alpha =2,29^{0}\]
Tại vị trí cân bằng mới của con lắc đơn, dây treo hợp với phương thẳng đứng góc \[\alpha =2,29^{0}\]
b)
vì vec tơ E có phương nằm ngang lên gia tốc trọng trường biểu kiến \[g^{,}=\sqrt{g^{2}+(\frac{qE}{m})^{2}}=\sqrt{g^{2}+(\frac{qU}{md})^{2}}=\sqrt{100,16}\]
\[T^{,}=2\pi \sqrt{\frac{l}{g^{,}}}=0,628 (s)\]
TH2 : Hai tấm kim lọa đặt nằm ngang
a.véc tơ E có phương thẳng đứng nên lực điện tác dụng vào quả nặng cũng có phương thẳng đứng cùng chiều trọng lực P nên trường hợp này VTCB được giữ nguyên
b.
Trường hợp này hai tấm kim loại nằm ngang sẽ có 2 trường hợp nhỏ
1.Nếu tấm dương nằm trên : Véc tơ E hướng xuống
\[g^{,}=g+\frac{qE}{m}=g+\frac{qU}{md}=10,04; T^{,}=2\pi \sqrt{\frac{l}{g^{,}}}=0,627 s\]
2.Bản dương ở dưới : Vec tơ E hướng lên
\[g^{,}=g-\frac{qE}{m}=g-\frac{qU}{md}=9,96; T^{,}=2\pi \sqrt{\frac{l}{g^{,}}}=0,629 s\]