Một con lắc đơn có chiều dài l = 1 m treo ở trần một thang máy, khi thang máy đi xuống nhanh dần đều với gia tốc a = g 2 (g = π2 m/s2) thì chu kì dao động bé của con lắc là
A. 4 s.
B. 2,83 s.
C. 1,64 s.
D. 2 s.
Một con lắc đơn có chiều dài l = 1 m treo ở trần một thang máy, khi thang máy đi xuống nhanh dần đều với gia tốc a = g 2 (g = π 2 m / s 2 ) thì chu kì dao động bé của con lắc là
A. 4 s
B. 2,83 s
C. 1,64 s
D. 2 s
Đáp án B
Thang máy đi xuống nhanh dần đều → gbk = g – a = 0,5g.
→ Chu kì dao động của con lắc s
Trong thang máy, tại trần người ta treo một con lắc lò xo có độ cứng k = 25 N/m, vật nặng có khối lượng 400 g. Khi thang máy đứng yên ta cho con lắc dao động điều hòa, chiều dài con lắc thay đổi từ 32 cm đến 48 cm. Tại th ời điểm mà vật ở vị trí thấp nhất thì cho thang máy đi xuống nhanh dần đều với gia tốc a = g/10. Lấy g = π2 m/s2 = 10 m/s2. Biên độ dao động của vật trong trường hợp này là
A. 19,2 cm.
B. 9,6 cm.
C. 8,5 cm.
D. 17 cm.
Giải thích: Đáp án B
Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về con lắc lò xo chịu tác dụng của ngoại lực
Cách giải:
- Khi thang máy chưa chuyển động
+ Tần số góc:
+ Biên độ dao động:
- Khi thang máy chuyển động nhanh dần đều đi xuống thì con lắc chịu thêm tác dụng của lực quán tính
F
q
⇀
hướng lên, có độ lớn
=> VTCB mới là
=> Khi đó so với VTCB vật đang ở li độ x1 = A + 1,6 = 9,6cm, vận tốc v1=v=0
=> Biên độ dao động mới là
Một con lắc đơn có chiều dài l treo trong trần một thang máy. Khi thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên với gia tốc có độ lớn a (a < g) thì con lắc dao động với chu kì T1. Khi thang máy chuyển động chậm dần đều đi lên với gia tốc có độ lớn a thì con lắc dao động với chu kì T2 = 2T1. Độ lớn gia tốc a bằng
A. g/5.
B. 2g/3.
C. 3g/5.
D. g/3.
Đáp án C
Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về bài toán con lắc đơn chịu tác dụng của lực quán tính
Cách giải:
+ Khi thang máy đi lên NDĐ với gia tốc có độ lớn là a thì gia tốc trọng trường hiệu dụng : g1 = g + a
=> Chu kì dao động: T 1 = 2 π l g + a
+ Khi thang máy đi lên CDĐ với gia tốc có độ lớn là a thì gia tốc trọng trường hiệu dụng : g2 = g – a
=> Chu kì dao động T 2 = 2 π l g - a
+ Theo đề bài T 2 = 2 T 1 ⇒ π l g - a = 2 l g + a => g + a = 4(g-a) => a = 3g/5
=> Chọn C
Một con lắc đơn treo trên trần một thang máy. Khi thang máy đi xuống nhanh dần đều sau đó chậm dần đều với cùng gia tốc thì chu kì dao động điều hòa của con lắc lần lượt là T1 = 2,17 s và T2 = 1,86 s. Lấy g = 9,8 m/s2 . Chu kì dao động của con lắc lúc thang máy đứng yên và gia tốc của thang máy là
Thang máy đi xuống nhanh dần đều thì Thang máy đi xuống chậm dần đều thì
Khi thang máy đứng yên thì
.
Từ (1) và (2)
Thang máy đi xuống nhanh dần đều thì Thang máy đi xuống chậm dần đều thì
Khi thang máy đứng yên thì
.
Từ (1) và (2) .
Một con lắc lò xo được treo trên trần một thang máy. Khi thang máy đứng yên thì con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kỳ T = 0,4 (s) và biên độ A = 5 (cm). Vừa lúc quả cầu con lắc đang đi qua vị trí lò xo không biến dạng theo chiều từ trên xuống thì thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên với gia tốc a = 5 (m/s2). Lấy g = 10 m/s2 và π2 = 10. Tốc độ cực đại của vật nặng so với thang máy sau đó là bao nhiêu?
Đáp án C
Khi thang máy đứng yên, độ biến dạng của lò xo tại vì trí cân bằng là:
Xét chuyển động của con lắc với thang máy. Chọn chiều dương hướng lên.
Khi thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên thì g’ = g + a.
Khi đó vị trí cân bằng của con lắc bị dịch xuống dưới một đoạn
cm
-> Li độ lúc sau là: x + y
Một con lắc lò xo được treo trên trần một thang máy. Khi thang máy đứng yên thì con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kỳ T = 0 , 4 s và biên độ A = 5 c m . Vừa lúc quả cầu con lắc đang đi qua vị trí lò xo không biến dạng theo chiều từ trên xuống thì thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên với gia tốc a = 5 m / s 2 . Lấy g = 10 m / s 2 v à π 2 = 10 . Tốc độ cực đại của vật nặng so với thang máy sau đó là bao nhiêu?
A. 15 π 3 cm / s
B. 35 π cm / s
C. 15 π 5 cm / s
D. 7 π cm / s
+ Khi thang máy đứng yên, độ biến dạng của lò xo tại vì trí cân bằng là:
+ Xét chuyển động của con lắc với thang máy. Chọn chiều dương hướng lên.
Khi thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên thì g’ = g + a.
Khi đó vị trí cân bằng của con lắc bị dịch xuống dưới một đoạn
Trong thang máy treo một con lắc lò xo có độ cứng 25 N/m, vật nặng có khối lượng 500 g. Khi thang máy đứng yên ta cho con lắc dao động điều hoà, chiều dài con lắc thay đổi từ 30 cm đến 50 cm. Tại thời điểm mà vật ở vị trí thấp nhất thì cho thang máy đi xuống nhanh dần đều với gia tốc a = g 10 . Lấy g = π 2 = 10 m / s 2 . Biên độ dao động của vật trong trường hợp này là
A. 8 cm
B. 10 cm
C. 12 cm
D. 100 cm
Đáp án C
Biên độ dao động con lắc khi thang máy đứng yên:
Tại thời điểm vật ở vị trí thấp nhất thì cho thang máy đi xuống nhanh dần đều với gia tốc a = g 10 , khi con lắc chịu thêm lực quán tính F q t = m a = 0 , 5 . 1 = 0 , 5 hướng lên. Lực này sẽ gây thêm biến dạng: x 0 = F q t k = 0 , 5 25 = 0 , 02 m = 2 c m
Như vậy VTCB mới của con lắc bị dịch lên so với VTCB cũ một đoạn 2 cm.
Do đó biên độ dao động trong trường hợp này là A 1 = x 0 + A = 12 c m .
Một con lắc lò xo được treo trên trần một thang máy. Khi thang máy đứng yên thì con lắc được kích thích dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kỳ 0,4 s, biên độ 5 cm. Vừa lúc quả cầu của con lắc đang đi qua vị trí lò xo không biến dạng theo chiều từ trên xuống thì thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên với gia tốc có độ lớn 5 m / s 2 . Lấy g = π 2 = 10 m / s 2 . Sau đó con lắc dao động với biên độ là
A. 7 cm
B. 3 5 cm
C. 5 3 cm
D. 5 cm
Đáp án B
Ta có độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng: x = ∆ l = m g k = T 2 g 4 π 2 = 4 c m
Xét chuyển động của con lắc với thang máy: Chọn chiều dương hướng lên. Thang máy chuyển động nhanh dần đều ở vị trí: x = ∆ l .
Khi thang máy chuyển động, vị trí cân bằng bị dịch xuống dưới một đoạn bằng:
Nên li độ lúc sau là: x' = x + y.
Ta có:
Từ đó ta có:
Thay số vào ta được:
Một lò xo có độ cứng k = 50 N/m, một đầu treo vật m = 200 g, đầu còn lại treo vào trần của một thang máy đang đứng yên. Cho thang máy chuyển động đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = 4 m / s 2 , sau khoảng thời gian t = 8,3 s thì thang máy chuyển động thẳng đều. Lấy g = π 2 = 10 m / s 2 . Biên độ dao động của con lắc khi thang máy chuyển động thẳng đều là
A. 2,26 cm
B. 1,6 cm
C. 3,2 cm
D. 2,56 cm
Đáp án A
+ Tần số góc của con lắc lò xo ω = k m = 50 0 , 2 = 5 π rad/s → T = 0,4 s.
Khi thang máy chuyển động thẳng đều đi lên thì con lắc dao động quanh vị trí cân bằng O′ nằm dưới vị trí cân bằng O ban đầu của con lắc một đoạn Δ l = m a k = 0 , 2.4 50 = 1 , 6 cm và biên độ dao động A = Δl = 1,6 cm.
+ Ta để ý rằng, khoảng thời gian thang máy chuyển động Δt = 20T + 0,75T = 8,3 s → sau khoảng thời gian này con lắc sẽ đi qua vị trí cân bằng O′ → v = vmax = ωA′ = 8π cm/s.
+ Cho thang máy chuyển động thẳng đều, vật lại dao động quanh vị trí cân bằng O với biên độ: A ' = Δ l 2 + v m a x ω 2 = 1 , 6 2 + 8 π 5 π 2 = 1 , 6 2 ≈ 2 , 26 cm.