Bài tập 6 trang 21 SGK Vật lý 12
Bài tập 6 trang 21 SGK Vật lý 12
Một con lắc dài 44 cm được treo vào trần của một toa xe lửa. Con lắc bị kích động mỗi khi bánh của toa xe gặp chỗ nối nhau của đường ray. Hỏi tàu chạy thẳng đều với vận tốc bằng bao nhiêu thì biên độ dao động của con lắc sẽ lớn nhất? Cho biết chiều dài của mỗi đường ray là 1,25 m. Lấy g = 9,8 m/s2.
A. 10,7 km/h.
B. 34 km/h.
C. 106 km/h.
D. 45 km/h.
Nhận định và phương pháp:
Bài 6 là dạng bài tập về con lắc xảy ra hiện tượng cộng hưởng.
Cách giải :
-
Bước 1: Tính chu kì dao động riêng của con lắc đơn: T = \(\small 2\pi\)
-
Bước 2: Suy luận: Con lắc sẽ dao động mạnh nhất xảy ra hiện tượng cộng hưởng: \(\Delta t = T\)
-
Bước 3: Tìm vận tốc của con lắc : \(v=\frac{L}{T}\)
-
Bước 4: Chọn phương án đúng với kết quả.
Lời giải:
Áp dụng phương pháp trên để giải bài 6 như sau:
-
Chu kì dao động riêng của con lắc đơn: T = \(\small 2\pi\)
\(=2\pi \sqrt{\frac{0,44}{9,8}}\)= \(2\pi \sqrt{\frac{0,44}{9,8}}\) = 1,33 s.
-
Con lắc sẽ dao động mạnh nhất xảy ra hiện tượng cộng hưởng, tức là tần số (chu kì) của lực kích động bằng với tần số (chu kì) dao động riêng của con lắc.
-
Như vậy, khoảng thời gian con lắc đi hết một thanh ray bằng với chu kì dao động riêng của con lắc:
\(\Delta t = T\Leftrightarrow \frac{L}{v}=T\)
\(\Rightarrow v=\frac{L}{T}= \frac{12,5}{1,33}=9,4m/s\approx 34 km/h\)
⇒ Chọn đáp án B
-- Mod Vật Lý 12
Copyright © 2021 HOCTAP247