bài toán biến thiên chu kỳ của con lắc đơn

Upload: canhtranphu

Post on 06-Apr-2018

226 views

Category:

Documents


0 download

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.