Một con lắc đơn được treo vào trần 1 toa của đoàn tàu hỏa. Khi tàu đúng yên, con lắc dao động bé với chu kì T = 2s. Khi đoàn tàu này chuyển động với tốc độ không đổi v = 15 m/s trên 1 đường ray nằm trên mặt phẳng nằm ngang có dạng 1 cung tròn bán kính cong R = 400m. Cho biết gia tốc trọng trường là g = 10 m/s2, bán kính cong R rất lớn so với chiều dài con lắc và khoảng cách giữa 2 thanh ray. Bỏ qua mất mát năng lượng. Chu kì dao động nhỏ của con lắc khi đó gần giá trị nào nhất sau đây?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai
+ Vì xe chuyển động tròn đều nên xe chịu tác dụng của lực quán tính li tâm:
\({F_{qt}} = m{\omega ^2}\left( {R + \ell \sin \alpha } \right) = m\frac{{{v^2}}}{{\left( {R + \ell \sin \alpha } \right)}}\)
+ Vì R rất lớn so với
\(\begin{array}{l}
\ell \Rightarrow R > > \ell \sin \alpha \Rightarrow R + \ell \sin \alpha \approx R\\
\Rightarrow {F_{qt}} \approx m\frac{{{v^2}}}{R} \Rightarrow {g^/} = \sqrt {{g^2} + {{\left( {\frac{{{F_{qt}}}}{m}} \right)}^2}} \\
\Rightarrow {g^/} = \sqrt {{g^2} + {{\left( {\frac{{{v^2}}}{R}} \right)}^2}} = \sqrt {{g^2} + \left( {\frac{{{v^4}}}{{{R^2}}}} \right)}
\end{array}\)
+ Chu kì:
\(\begin{array}{l}
T = 2\pi \sqrt {\frac{\ell }{g}} \Rightarrow \frac{{{T^/}}}{T} = \sqrt {\frac{g}{{{g^/}}}} \\
\Rightarrow {T^/} = T\sqrt {\frac{g}{{\sqrt {{g^2} + \left( {\frac{{{v^4}}}{{{R^2}}}} \right)} }}} \approx 1,998\left( s \right)
\end{array}\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Trần Quốc Thảo
Câu hỏi liên quan
-
Cho một đoạn mạch điện xoay chiều gồm 2 trong 3 phần tử R, cuộn dây thuần cảm L, hoặc tụ C mắc nối tiếp. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu mạch trễ pha hơn cường độ dòng điện trong mạch một góc π/6. Hai phần tử đó là hai phần tử nào?
-
Con lắc lò xo, đầu trên cố định, đầu dưới gắn vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng ở nơi có gia tốc trọng trường g. Khi vật ở vị trí cân bằng, độ giãn của lò xo là ∆l0. Chu kì dao động của con lắc được tính bằng biểu thức:
-
Biết khối lượng của hạt nhân neon Ne20, hạt α, của proton và nơtron lần lượt là mNe = 19,9870u, mα = 4,0015u, mp = l,0073u, mn = l,0087u. Hãy so sánh độ bền của hạt α và hạt neon.
-
Giới hạn quang điện của kim loại A là 0,26 μm. Công thoát của electron ra khỏi kim loại này gần nhất với giá trị nào sau đây:
-
Trong thí nghiệm Y - âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 540 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn quan sát có khoảng vân i1 = 0,36mm. Khi thay đổi ánh sáng trên bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ2 = 600 nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn quan sát có khoáng vân i2 là:
-
Ánh sáng dùng trong thí nghiệm giao thoa có bước sóng λ = 0,45 µm, khoảng cách giữa hai khe là a = 1 mm và khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Khoảng cách từ vân tối thứ 5 đến vân trung tâm là:
-
Tia hồng ngoại được dùng:
-
Khi nói về tia X, phát biểu nào sau đây sai?
-
Tần số của dao động cưỡng bức:
-
Ban đầu có N0 hạt phóng xạ X có chu kì bán rã T. Số hạt của chất X còn lại sau khoảng thời gian 3T, kể từ thời điểm ban đầu là:
-
Chiếu từ nước ra không khí một chùm tia sáng song song rất hẹp (coi như một tia sáng) gồm 5 thành phần đơn sắc: tím, lam, đỏ, lục, vàng. Tia ló đơn sắc màu lục đi là là mặt nước (sát với mặt phân cách giữa hai môi trường). Không kể tia đơn sắc màu lục, ló ra ngoài không khí là các tia đơn sắc:
-
Một âm có tần số xác định lần lượt truyền trong nhôm, nước, không khí với tốc độ tương ứng là v1, v2, v3. Nhận định nào sau đây là đúng?
-
Trong TN Y-âng giao thoa với ánh sáng đơn sắc. Gọi i là khoảng vân, trên màn quan sát, vân tối gần vân sáng trung tâm nhất cách vân sáng trung tâm một khoảng
-
Hãy chọn câu đúng. Công thức liên hệ giữa tốc độ sóng v, bước sóng λ, chu kì T và tần số f của sóng:
-
Một đám nguyên tử hidro đang ở trạng thái kích thích mà electron chuyển động trên quỹ đạo dừng N. Khi electron chuyển về các quỹ đạo dừng bên trong thì quang phổ vạch phát xạ của đám nguyên tử đó có bao nhiêu vạch?
-
Tại mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp A, B cách nhau 16 cm, đao động điều hòa theo phương vuông góc với mặt chất lỏng với phương trình uA = 2cos(40πt) cm và uB = 2cos(40πt + π) cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 40 cm/s. Gọi M là một điểm thuộc mặt chất lỏng, nằm trên đường thẳng Ax vuông góc với AB, cách A một đoạn ngắn nhất mà phần tử chất lỏng tại M dao động với biên độ cực đại. Khoảng cách AM bằng bao nhiêu?
-
Biến điệu sóng điện từ là:
-
Đặt điện áp có giá trị hiệu dụng không đổi U = 220(v), tần số f thay đổi. Khi thay đổi tần số của mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp, người ta vẽ được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của tổng trở của toàn mạch vào tần số như hình bên. Tính công suất của mạch khi xảy ra cộng hưởng.
-
Một chất điểm dddh không ma sát với biên độ A. Khi vừa qua khỏi vị trí cân bằng một đoạn s động năng của chất điểm là 1,8J. Đi tiếp một đoạn s nữa thì động năng chỉ còn 1,5J. Tỉ số s/A có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây:
-
Một cơn động đất phát đồng thời hai sóng trong đất: Sóng ngang N và sóng dọc D. Biết vận tốc của sóng N là 32km/s và của sóng D là 8km/s. Một máy địa chấn ghi được cả sóng N và D cho thấy rằng sóng N đến sớm hơn sóng D là 4 phút. Tâm động đất này ở cách máy ghi:
