Câu hỏi:
Dụng cụ đo khối lượng trong một con tàu vũ trụ có cấu tạo gồm một chiếc ghế có khối lượng m được gắn vào đầu của một chiếc lò xo có độ cứng k = 480 N/m. Để đo khối lượng của nhà du hành thì nhà du hành phải ngồi vào ghế rồi cho chiếc ghế dao động. Chu kì dao động đo được của ghế khi không có người là T0 = 1,0 s còn khi có nhà du hành là T = 2,5 s. Khối lượng của nhà du hành là bao nhiêu kg?
Trả lời:
Đáp án đúng:
Ta có công thức chu kỳ dao động của con lắc lò xo: $T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$
Khi không có người, $T_0 = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}} = 1,0 s$
Khi có người, $T = 2\pi\sqrt{\frac{m + m'}{k}} = 2,5 s$, với $m'$ là khối lượng của nhà du hành.
Chia hai phương trình, ta có: $\frac{T}{T_0} = \sqrt{\frac{m + m'}{m}} = \frac{2,5}{1,0} = 2,5$
Suy ra: $\frac{m + m'}{m} = 2,5^2 = 6,25$
$m + m' = 6,25m$
$m' = 5,25m$
Từ $T_0 = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}} = 1$, suy ra $m = \frac{(1)^2 k}{4\pi^2} = \frac{480}{4\pi^2} \approx 12.1585 kg$
Vậy $m' = 5.25m \approx 5.25 * 12.1585 \approx 63.832 kg$
$T_0 = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}} = 1 \Rightarrow m = \frac{k}{4\pi^2}$
$T = 2\pi \sqrt{\frac{m+m'}{k}} = 2.5 \Rightarrow m+m' = \frac{T^2k}{4\pi^2}$
$m' = \frac{T^2k}{4\pi^2} - \frac{k}{4\pi^2} = \frac{k(T^2-1)}{4\pi^2} = \frac{480(2.5^2 - 1)}{4\pi^2} = \frac{480(6.25-1)}{4\pi^2} = \frac{480*5.25}{4\pi^2} = \frac{120*5.25}{\pi^2} \approx 63.83 kg$
Nhưng không có đáp án nào gần đúng, xem lại đề bài: T_0=1s, T=2.5s, k=480 N/m
Không có đáp án phù hợp.
Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài
Câu hỏi liên quan

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Giáo Dục Kinh Tế Và Pháp Luật Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Lịch Sử Học Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Công Nghệ Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Môn Hóa Học Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT

Bộ 50 Đề Thi Thử Tốt Nghiệp THPT Môn Sinh Học Năm 2026 – Theo Cấu Trúc Đề Minh Họa Bộ GD&ĐT
