Câu hỏi:
2 năm trước
Một lò xo đồng chất tiết diện đều được cắt thành \(3\) lò xo có chiều dài tự nhiên \(l\,\,\left( {cm} \right)\); \(\left( {l - 12} \right)\,\,\left( {cm} \right)\) và \(\left( {{\rm{l}} - 15} \right)\,\,\left( {cm} \right)\). Lần lượt gắn mỗi lò xo này (theo thứ tự trên) với vật nhỏ khối lượng \(m\) thì được \(3\) con lắc lò xo có chu kỳ dao động riêng tương ứng là \(2,5\,\,s;\,\,1,5\,\,s\) và \(T\). Biết độ cứng của các lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài tự nhiên của nó. Giá trị của \(T\) là
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: a
Với con lắc lò xo có chiều dài l; (l – 12), ta có tỉ số: \(\dfrac{{{{\rm{l}}_1}}}{{{{\rm{l}}_2}}} = \dfrac{{\rm{l}}}{{{\rm{l}} - 12}} = \dfrac{{{k_2}}}{{{k_1}}}\)
Chu kì của con lắc:
\(\begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}{T_1} = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{{{k_1}}}} \\{T_2} = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{{{k_2}}}} \end{array} \right. \Rightarrow {\left( {\dfrac{{{T_1}}}{{{T_2}}}} \right)^2} = \dfrac{{{k_2}}}{{{k_1}}} = \dfrac{{\rm{l}}}{{{\rm{l}} - 12}}\\ \Rightarrow {\left( {\dfrac{{2,5}}{{1,5}}} \right)^2} = \dfrac{{\rm{l}}}{{{\rm{l}} - 12}} \Rightarrow {\rm{l}} = 18,75\,\,\left( {cm} \right)\end{array}\)
Với chiều dài lò xo là \(\left( {{\rm{l}} - 15} \right)\,\,\left( {cm} \right)\), ta có tỉ số:
\(\dfrac{{{{\rm{l}}_1}}}{{{{\rm{l}}_3}}} = \dfrac{{\rm{l}}}{{{\rm{l}} - 15}} = \dfrac{{{k_3}}}{{{k_1}}} \Rightarrow \dfrac{{{k_3}}}{{{k_1}}} = \dfrac{{18,75}}{{18,75 - 15}} = 5\)
Chu kì của con lắc khi đó là:
\({T_3} = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{{{k_3}}}} = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{{5{k_1}}}} = \dfrac{1}{{\sqrt 5 }}.2\pi \sqrt {\dfrac{m}{k}} = \dfrac{{{T_1}}}{{\sqrt 5 }} = \dfrac{{2,5}}{{\sqrt 5 }} \approx 1,12\,\,\left( s \right)\)
Hướng dẫn giải:
Độ cứng của lò xo: \(k \sim \dfrac{1}{{\rm{l}}}\)
Chu kì của con lắc lò xo: \(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{k}} \)
Câu hỏi khác
- Bài tập lí thuyết dao động điều hòa có lời giải MÔN LÝ lớp 12
- Bài tập xác định thời gian vật chuyển động từ x1 đến x2, số lần qua li độ x có lời giải MÔN LÝ lớp 12
- Bài tập các đại lượng đặc trưng của DĐĐH có lời giải MÔN LÝ lớp 12
- Bài tập xác định quãng đường, tốc độ trung bình của vật trong DĐĐH có lời giải MÔN LÝ lớp 12
- Bài tập viết phương trình dao động điều hòa có lời giải MÔN LÝ lớp 12
