Một con lắc dài 44cm được treo vào trần của một toa xe lửa

Giải Vật lí 12 Bài 4: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức

Bài 6 (trang 21 sgk Vật Lí 12): Một con lắc dài 44cm được treo vào trần của một toa xe lửa. Con lắc bị kích động mỗi khi bánh của toa xe gặp chỗ nối nhau của đường ray. Hỏi tàu chạy thẳng đều với tốc độ bằng bao nhiêu thì biên độ dao động của con lắc sẽ lớn nhất? Cho biết chiều dài của mỗi đường ray là 12,5m. Lấy g = 9,8 m/s².

A. 10,7 km/h

B. 34 km/h

C. 106 km/h

D. 45 km/h

Lời giải:

Chu kì dao động riêng của con lắc đơn:

$T_0=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}=2\pi .\sqrt{\frac{0,44}{9,8}}\approx 1,33$ $\left(s\right)$

Con lắc dao động cưỡng bức mỗi khi toa xe đi qua chỗ nối hai thanh, chu kì của lực cưỡng bức là $T_{NL}=\frac{L}{v}$ (L là chiều dài của mỗi đường ray)

Con lắc dao động mạnh nhất khi : $f_{NL}=f_0\iff T_{NL}=T_0$

$$\begin{gathered} \iff \frac{L}{v}=1,33 \\ \Rightarrow v=\frac{12,5}{1,33}\approx 9,4 \left(m/s\right)\approx 34 \left(km/h\right) \end{gathered}$$

Chọn đáp án B.

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 12 hay, chi tiết khác:

Câu C1 trang 20 Vật lí 12: Hãy làm thí nghiệm như Hình 4.3. Con lắc điều khiển D...

Câu C2 trang 20 Vật lí 12: a) Tại sao biên độ dao động cưỡng bức của thân xe trong ví dụ...

Bài 1 trang 21 Vật lí 12: Nêu đặc điểm của dao động tắt dần. Nguyên nhân của nó là gì...

Bài 2 trang 21 Vật lí 12: Nêu đặc điểm của dao động duy trì...

Bài 3 trang 21 Vật lí 12: Nêu đặc điểm của dao động cưỡng bức...

Bài 4 trang 21 Vật lí 12: Hiện tượng cộng hưởng là gì? Nêu điều kiện để có cộng hưởng...

Bài 5 trang 21 Vật lí 12: Một con lắc dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kì, biên độ giảm 3%...