Tìm lực căng dây tại thời điểm dây treo nghiêng góc lớn nhất sau khi điện trường đổi chiều.

Smile98 · 11/12/14

Bài toán
Quả cầu tích điện có khối lượng $m=1,5 \ \text{g}$ được treo bằng một dây nhẹ cách điện trong điện trường đều nằm ngang, dây treo nghiêng góc $30^{0}$. Sau đó hướng của điện trường đột ngột thay đổi ngược lại. Tìm lực căng dây tại thời điểm dây treo nghiêng góc lớn nhất sau khi điện trường đổi chiều.

datanhlg · 11/12/14

Smile98 đã viết:
Bài toán
Quả cầu tích điện có khối lượng $m=1,5 \ \text{g}$ được treo bằng một dây nhẹ cách điện trong điện trường đều nằm ngang, dây treo nghiêng góc $30^{0}$. Sau đó hướng của điện trường đột ngột thay đổi ngược lại. Tìm lực căng dây tại thời điểm dây treo nghiêng góc lớn nhất sau khi điện trường đổi chiều.

Lời giải
Bảo toàn cơ năng:
Ngay sau khi đổi chiều $\overrightarrow{E}$, cơ năng ban đầu là: $W_0=mgl\left(1-\cos \alpha_0\right)$
Ở vị trí cao nhất, cơ năng là: $W=mgl\left(1-\cos \beta\right)$
Cơ năng thay đổi do lực điện trường, do đó: $A_{F_d}=W-W_0$
Lại có: $A_{F_d}=F_d \cdot s=mg \tan \alpha \cdot l\left(\sin \alpha+\sin \beta\right)$
$\Rightarrow mg \tan \alpha \cdot l\left(\sin \alpha+\sin \beta\right)=mgl\left( \cos \alpha-\cos \beta\right)$
$\Rightarrow \sin \alpha \left(\sin \alpha+\sin \beta\right)=\cos \alpha \left( \cos \alpha-\cos \beta\right)$
Từ đó, ta được $\beta=3 \alpha=90^o$
Suy ra $T_{\min}=F_d=mg \tan \alpha$ (vì lí do F và T cùng giá khi $\beta =90^o$)

Tìm lực căng dây tại thời điểm dây treo nghiêng góc lớn nhất sau khi điện trường đổi chiều.

Smile98

New Member

Chuyên mục

datanhlg

Nỗ lực thành công

Các chủ đề tương tự

Quảng cáo

Thống kê diễn đàn

Share this page