4 ví dụ về câu hỏi liên quan đến con lắc đơn Con lắc đơn
1. Một con lắc đơn gồm một sợi dây dài 40 cm và một vật nặng 100 gram được treo ở đầu dưới của sợi dây. Nếu gia tốc trọng trường là 10 m/s².2 Vậy chu kỳ và tần số của con lắc đơn là...
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Chiều dài dây (l) = 40 cm = 0,4 mét
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s2
Yêu cầu Chu kỳ (T) và tần số (f)
Jawab :
Công thức chu kỳ con lắc đơn giản :
Mô tả: T = chu kỳ, l = chiều dài dây, g = gia tốc trọng trường
Chu kỳ của con lắc đơn :
Tần số con lắc đơn :
Phương pháp 1:
f = 1/T = 1/1,256 = 0,8 Hertz
Phương pháp 2:
2. Tính chiều dài của dây trên một chiếc đồng hồ quả lắc đập một lần mỗi giây.
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Chu kỳ (T) = 1 giây
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s2
Yêu cầu Chiều dài dây (l)
Jawab :
Công thức chu kỳ chuỗi :
Độ dài chuỗi :
3. Một con lắc đơn có dây dài 50 cm và quả nặng 50 gram. Điểm cao nhất của quả nặng cách điểm thấp nhất 10 cm. Nếu gia tốc trọng trường là 10 m/s²2, xác định (a) chu kỳ và tần số của con lắc (b) tốc độ của vật ở điểm thấp nhất.
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Chiều dài dây (l) = 90 cm = 0,9 mét
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s2
Độ chênh lệch chiều cao (h) = 20 cm = 0,2 mét
Yêu cầu : (a) T và f (b) v
Jawab :
(A) Chu kỳ (T) và tần số (f) của con lắc đơn
thời gian
Tính thường xuyên :
f = 1/T = 1/1,884 = 0,53 Hertz.
(B) Tốc độ (v) của tải trọng tại điểm thấp nhất
Câu hỏi này liên quan đến định luật bảo toàn năng lượng cơ học.
Ở điểm cao nhất, vật có thế năng trọng trường cực đại và không có động năng vì nó đứng yên trong giây lát khi đổi hướng. Khi vật bắt đầu chuyển động xuống dưới, thế năng trọng trường được chuyển hóa thành động năng. Ở điểm thấp nhất, toàn bộ thế năng trọng trường được chuyển hóa thành động năng. Do đó, ở điểm thấp nhất, động năng của vật đạt cực đại và thế năng trọng trường bằng không.
Năng lượng cơ học ban đầu = năng lượng thế hấp dẫn = mgh
Năng lượng cơ học cuối cùng = năng lượng động = ½ mv2
Định luật bảo toàn năng lượng cơ học :
Năng lượng cơ học ban đầu = năng lượng cơ học cuối cùng
Thế năng trọng trường = động năng
mgh = ½ mv2
2 gh = v2
(2)(10)(0,2) = v2
4 = v2
v = 2 m / s
4. Đồng hồ treo tường trên bề mặt Trái Đất hoạt động nhờ chuyển động của con lắc. Nếu chiếc đồng hồ đó được mang lên trạm vũ trụ và ở rất xa các vật thể trong không gian, thì...
A. Kim đồng hồ chạy nhanh hơn
B. Kim đồng hồ không chuyển động
C. Đồng hồ hoạt động chính xác hơn
D. Con lắc đung đưa chậm hơn
E. Con lắc dao động với tần số thấp hơn
Cuộc thảo luận
Trên bề mặt trái đất, con lắc có thể chuyển động nhờ sự hiện diện của... lực hấp dẫn Trái Đất tác động lên con lắc. Ngược lại, trong không gian vũ trụ, lực hấp dẫn tổng hợp gần bằng không, do đó kim đồng hồ không di chuyển.
Đáp án đúng là B.
