150 câu trắc nghiệm Dao động cơ nâng cao (P2)

Một con lắc đơn được treo vào trần một thang máy. Khi thang máy chuyển động thẳng đứng đi lên nhanh dần

13/25

Một con lắc đơn được treo vào trần một thang máy. Khi thang máy chuyển động thẳng đứng đi lên nhanh dần đều với gia tốc có độ lớn a thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là 2,52s. Khi thang máy chuyển động thẳng đứng đi lên chậm dần đều với gia tốc cũng có độ lớn a thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là 3,15s. Khi thang máy đứng yên thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là:

2,84s.

2,61s.

2,78s.

2,96s.

Giải thích

Trong thang máy khi chuyển động, con lắc chịu tác dụng của các lực:

+ lực căng dây T→

+ trọng lực P→

+ lực quán tính Fqt→

Khi thang máy đi lên nhanh dần đều

Một con lắc đơn được treo vào trần một thang máy. Khi thang máy chuyển (ảnh 1)

Theo hình vẽ ta có,

T=P+Fqt=m.g+m.a=m.(g+a)=m.g1

=> Chu kỳ dao động của con lắc khi đó:

T1=2πlg1=2πlg+a  (1)

Khi thang máy đi lên chậm dần đều

Một con lắc đơn được treo vào trần một thang máy. Khi thang máy chuyển (ảnh 2)

Theo hình vẽ ta có,

T=P−Fqt=m.g−m.a=m.(g−a)=m.g2

=> Chu kỳ dao động của con lắc khi đó:

T2=2πlg2=2πlg−a  (2)

Từ (1) và (2), ta có

g+a=4π2lT12g−a=4π2lT22⇒2g=4π2lT12+4π2lT22⇒g=124π2lT12+4π2lT22

Mặt khác, chu kì dao động của con lắc trong thang máy khi thang máy đứng yên

T=2πlg⇒T2=4π2lg=4π2l124π2lT12+4π2lT22=2T12.T22T12+T22  (3)

Thay T1 = 2,52s; T2 = 3,15s vào (3) được T2 = 7,74 => T = 2,78s

Chọn đáp án C