bài toán biến thiên chu kỳ của con lắc đơn
TRANSCRIPT
-
8/2/2019 Bi ton bin thin chu k ca con lc n
1/5
Bin thin mt lng nh chu k dao ng ca con lc n
GV: Nguyn Vn t THPT Lng Giang s 1 , tnh Bc Giang Trang 1 / 5
S BIN I MT LNG NHCHU K DAO NG CA CON LC N
1. Nguyn nhn:
Do chiu di l ca si dy thay i mt lng nh
Do gia tc trng trng g thay i mt lng nh.
2. Kin thc cn c:
1. Cng thc gn ng
Vi l mt s rt nh, ta c:
n
1 1 n
2. Nhng cng thc vt l hc lp 10:
a. Cng thc tnh gia tc ri t do:
- Ti mt t:2
Mg G.
R
- Ti cao h:
h 2
Mg G.
R h
- Ti su s:
2 2
M' M'g ' G. G.
R ' R s
b. Cng thc tnh n di:
l l. . t
3. Xy dng cng thc tng qut tm bin thin chu k T.
Ban u, chu k dao ng ca con lc n l: lT 2g
Khi chiu di ca si dy thay i mt lng l , gia tc trng trng thay i mt lng g th chu k
dao ng ca con lc l:l ' l l
T' 2 2g ' g g
Ta c:
1 1
2 2T' l ' g l l g l g. . 1 . 1
T l g ' l g g l g
1 l 1 g 1 l 1 g1 . . 1 . 1 . .2 l 2 g 2 l 2 g
-
8/2/2019 Bi ton bin thin chu k ca con lc n
2/5
Bin thin mt lng nh chu k dao ng ca con lc n
GV: Nguyn Vn t THPT Lng Giang s 1 , tnh Bc Giang Trang 2 / 5
T T 1 l 1 g1 . .
T 2 l 2 g
T 1 l g.
T 2 l g
(nhng php tnh gn ng trn c th thc hin c l dol
l
v
g
g
c gi tr rt nh)
T suy ra: 1 l gT .T.2 l g
Vy, tnh T, ta cn phi tnh:l
l
v
g
g
4. Mt s trng hp thng gp:
1. chiu di si dy bin i mt lng nh do nhit thay i.
Khi , cn p dng cng thc v n di ca cht rn hc lp 10.
l l. . t Hay:l
. tl
Trong : l h s n di ca cht lm si dy, t = t t l bin thin nhit ca mi trng.
2. gia tc trng trng thay i mt lng nh do cao thay i.
Gi s ban u, con lc n dao ng ti mt t. Khi , gia tc trng trng ti l:2
Mg G.
R
Khi con lc n c a ti v tr c cao h, gia tc trng trng ti l:
2Mg ' G.
R h
Ta c:
2
2 2
g ' R 1 h 2h1 1
g R h h R R1
R
g g 2h
1g R
. Hay
g 2h
g R
3. gia tc trng trng thay i do con lc n c a xung su s.
Gi s ban u, con lc n dao ng ti mt t. Khi , gia tc trng trng ti l:2
Mg G.
R
Khi c a xung su s, gia tc trng trng ti l:
2
M'g ' G.
R s
Vi M l khi lng ca phn hnh cu c bn knh R = R-s.
Ta c:
2 2
2 2
g ' M' R M' R. .
g M MR ' R s
-
8/2/2019 Bi ton bin thin chu k ca con lc n
3/5
Bin thin mt lng nh chu k dao ng ca con lc n
GV: Nguyn Vn t THPT Lng Giang s 1 , tnh Bc Giang Trang 3 / 5
Nu coi mt vt cht ca Tri t c phn b ng u th cc khi lng M v M s t l thunvi cc th tch V v V ca cc khi cu tng ng, v do t l vi lp phng bn knh ca chng.
3
3
3 3
R sM' R '
M R R
V do vy:
g ' R ' R s g g s1
g R R g R
Hay g sg R
4. chiu di si dy thay i mt lng nh do c iu chnh.
Khi :l l ' l
l l
5. Gia tc trng trng thay i mt lng nh do con lc c a n a im khc.
Khi :g g ' g
g g
Tm li, trong trng hp chiu di l hoc gia tc trng trng g thay i mt lng nh th chu k daong ca con lc n cng b thay i mt lng nh.
Khi , ta cn nh cc cng thc sau:
1 l gT .T.
2 l g
Khi nhit thay il
. tl
Khi con lc c a t mt t n cao hg 2h
g R
Khi con lc c a t mt t n su sg s
g R
Khi iu chnh ( tng hoc gim) chiu di si dy mt lng nhl l ' l
l l
Khi con lc n c a n a im khc c gia tc trng trngthay i
g g' g
g g
-
8/2/2019 Bi ton bin thin chu k ca con lc n
4/5
Bin thin mt lng nh chu k dao ng ca con lc n
GV: Nguyn Vn t THPT Lng Giang s 1 , tnh Bc Giang Trang 4 / 5
BI TP P DNG.
1. Mt con lc n ban u dao ng vi chu k T = 2s. Hi khi tng chiu di ca n thm 1% th chuk dao ng ca n l bao nhiu.
Gii:
Cch 1.T' l ' 101 101 101
T' T. 2. 2.0099sT l 100 100 100
Cch 2.1 l 1 1
T .T. .2. 0, 01s2 l 2 100
. Suy ra T = T + T = 2,01s.
Nhn xt: kt qu trong hai cch ny chnh lch nhau mt cht v cch 2 s dng cng thc gn ng.
2. Mt con lc n dao ng vi chu k 2s ti ni c g = 9,8m/s2. Hi ni c g = 9,75m/s2 th con lcn ny dao ng vi chu k bao nhiu?
Gii:Cch 1.
T' g 9, 8 9, 8T ' 2. 2, 0051s
T g ' 9, 75 9, 75
Cch 2:
1 g 1 9, 75 9, 8T .T. .2. 0, 0051s T ' T T 2, 0051s
2 g 2 9, 8
3. Mt con lc n c dy treo lm bng kim loi c h s n di = 2.10-5K-1 dao ng vi chu k 2,5s khit ti mt t v nhit 200C. Hi khi a con lc ln cao 1000m v 100C th chu k dao ng cacon lc l bao nhiu? Bit bn knh ca Tri t l 6400km.
Gii:
5 4l . t 2.10 . 10 20 2.10l
g 2h 2.1 1
g R 6400 3200
41 l g 1 1T .T. .2, 5. 2.10 0, 00014s2 l g 2 3200
T = T + T = 2,50014s.
4. Mt con lc n c chu k dao ng 2s mt t v nhit 30 0C. a con lc ln cao 3200m thchu k dao ng ca n vn l 2s. Hi nhit cao 3200m l bao nhiu C? Bit bn knh tri t l6400km, h s n di ca dy treo lm con lc l = 4.10-5K-1.
Gii:
g 2h 2.3, 20, 001
g R 6400
-
8/2/2019 Bi ton bin thin chu k ca con lc n
5/5
Bin thin mt lng nh chu k dao ng ca con lc n
GV: Nguyn Vn t THPT Lng Giang s 1 , tnh Bc Giang Trang 5 / 5
V ti cao ny th chu k dao ng ca con lc vn l 2s nn: T = 0.
Vy phi c:5
l g 0, 0010, 001 . t 0, 001 t 25
l g 4.10
Nhit cao 3200m l t = t + t = 30 25 = 50C.
5. Mt con lc n c chu k 2s H Ni khi nhit l 200C. Hi con lc khi c a vo TPHCM
v 300C th chu k dao ng l bao nhiu? Bit gia tc ri t do H Ni l 9,787m/s 2 TPHCM l9,786m/s2, h s n di ca thanh treo lm con lc l 2.10 -5K-1.
Gii:
5 4l . t 2.10 . 30 20 2.10l
4g 9, 786 9, 7871, 022.10
g 9, 787
4 4 41 l g 1T .T. .2. 2.10 1, 022.10 3, 022.10 0, 0003s
2 l g 2
T = T + T = 2,0003s
6. Mt con lc n c chu k dao ng ti mt t v 300C l 2s. Khi a con lc ny xung mt gingsu 320m th chu k dao ng ca n l 2,0003s. Hi ti nhit l bao nhiu? Bit bn knh Tri t l6400km v h s n di ca dy treo lm con lc l 10 -4K-1
Gii:
Ta c:
5g s 0, 32
0, 5.10g R 6400
T cng thc
51 l g l g l 2 T 2.0, 0003T .T. 5.10 0, 00032 l g l g l T 2
Suy ra: 5 4l
t 0, 0003 5.10 2, 5.10l
4 4
4
2, 5.10 2, 5.10t 2, 5
10
Nhit ti ging l t = t + t = 32,50C.