Chứng minh điện tích điểm dao động điều hòa.

Teacher568

New Member
Bài toán
Bốn điện tích cùng dấu, độ lớn q đặt cố định tại bốn đỉnh của một hình vuông cạch a, tại tâm hình vuông cũng đặt một điện tích q. Dịch chuyển điện tích q dọc theo đường chéo một đoạn nhỏ rồi thả nhẹ. CMR q dao động điều hòa.
-Tại hạ đã làm theo phương pháp năng lượng nhưng chưa được kết quả thỏa đáng. Đại nhân nào đã làm được xin được chỉ giáo giúp tại hạ. Tại hạ xin cảm ơn nhiều!
 
F=kq1q2/(epxilon r^2)=A/r^2 (đặt kq1q2/epxilon = A cho đơn giản)
giả sử vật di chuyển đoạn x rất nhỏ so với cạnh a của hình vuông
khi đó hợp lực của hai điện tích nằm trên đường chéo vuông góc với quỹ đạo chuyển động của vật tác dụng lên vật rất nhỏ (xấp xỉ 0, thì cứ cho luôn =0 cho dễ)
Hợp lực của hai điện tích nằm trên đường chéo quỹ đạo chuyển động của vật có dạng là $\dfrac{A}{\left(\dfrac{a}{\sqrt{2}}-x\right)^{2}}-\dfrac{A}{\left(\dfrac{a}{\sqrt{2}}+x\right)^{2}}=\dfrac{2A\sqrt{2}ax}{\left(\dfrac{a^{2}}{2}-x^{2}\right)^{2}}\approx \dfrac{8A\sqrt{2}ax}{a^{4}}=\dfrac{8A\sqrt{2}x}{a^{3}}$ do x rất nhỏ so với a
ta có pt $mx''=-\dfrac{8A\sqrt{2}x}{a^{3}}\Rightarrow x''+\dfrac{8A\sqrt{2}}{ma^{3}}x=0$ với m là khối lượng của q
đặt $\omega ^{2}=\dfrac{8A\sqrt{2}}{ma^{3}}$ suy ra $x''+\omega ^{2}x=0$
nghiệm của ptr có dạng $x=x_{0}\cos \left(\omega t+\varphi \right)$
vậy q dao động điều hoà
 

Quảng cáo

Back
Top