Một con lắc đơn có chu kì dao động T = 2s tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. Treo con lắc vào trần một thanh máy, để cho chu kì dao động của con lắc giảm 2% so với lúc thanh máy đứng yên thì thanh máy phải chuyển động với gia tốc bằng bao nhiêu? Tính chất chuyển động của thang máy khi đó.
Trả lời bởi giáo viên
Ta có:
+ Chu kì dao động của con lắc khi đứng yên:
\(T = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g}} = 2{\rm{s}}\)
+ Khi thang máy chuyển động, để chu kì dao động của con lắc giảm 2% => \(T' = 2\pi \sqrt {\frac{l}{{g'}}} = 0,98T < T\)
=> g’> g
=> Fqt cùng chiều với trọng lực P
=> Thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên hoặc chậm dần đều đi xuống:
\(\begin{array}{l}g' = g + a\\ \to \frac{{T'}}{T} = \sqrt {\frac{g}{{g'}}} = 0,98 \to g' = 1,041g = g + a \to a = 0,04g = 0,4m/{s^2}\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
+ Áp dụng công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g}} \)
+ Áp dụng bài toán con lắc đơn chịu thêm tác dụng của lực quán tính