Một con lắc dài 44cm 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 tốc độ bao nhiêu thì biên độ dao động của con lắc sẽ lớn nhất? Cho biết chiều dài của mỗi đường ray là 12,5m. Lấy g = 9,8 m/s2. A. 10,7 km/h B. 40 km/h C. 106 km/h D. 45 km/h

Đáp án:

B. 40 km/h

Giải thích các bước giải:

Để con lắc dao động với biên độ lớn nhất thì chu kì của con lắc phải trùng với chu kì tàu vấp đường ray để xảy ra hiện tượng cộng hưởng.

Do đó chu kì của con lắc là:

\[{T_1} = \frac{{2\pi }}{\omega } = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g}}  = 2\pi \sqrt {\frac{{0,44}}{{9,8}}}  \approx 1,33s\]

Vận tốc đoàn tàu là:

\[{T_2} = {T_1} = 1,33s \Rightarrow v = \frac{L}{{{T_2}}} = \frac{{12,5}}{{1,33}} \approx 9,4m/s = 33,84km/h\]

Đáp án gần với kết quả nhất là B. 40km/h

Đáp án:

Giải thích các bước giải: