Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Tàu chạy với vận tốc bao nhiêu thì con lắc dao động mạnh nhất

Một con lắc lò xo gồm vật m=1kg, k=40N/m, được treo trên trần một toa tàu, chiều dài thanh ray dài 12,5m, ở chổ nối hai thanh ray có một khe nhỏ. Tàu chạy với vận tốc bao nhiêu thì con lắc dao động mạnh nhất
1 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
709
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để con lắc dao động mạnh nhất, ta cần tìm vận tốc của tàu khi con lắc có biên độ lớn nhất.

Biên độ lớn nhất của con lắc lò xo được xác định bởi công thức:
A = F/k
trong đó A là biên độ, F là lực tác dụng lên con lắc, và k là hằng số đàn hồi của lò xo.

Trong trường hợp này, lực tác dụng lên con lắc là lực trọng trị của vật m, được tính bằng công thức:
F = m*g
trong đó m là khối lượng của vật và g là gia tốc trọng trị.

Vận tốc của tàu có thể tính bằng công thức:
v = s/t
trong đó v là vận tốc, s là quãng đường và t là thời gian.

Quãng đường s mà con lắc di chuyển trong một chu kỳ dao động được tính bằng công thức:
s = 2*A
trong đó A là biên độ.

Thời gian một chu kỳ dao động của con lắc được tính bằng công thức:
T = 2*pi*sqrt(m/k)
trong đó T là thời gian và pi là số pi.

Từ các công thức trên, ta có:
s = 2*(m*g)/k
t = T/2 = pi*sqrt(m/k)

Vận tốc của tàu khi con lắc dao động mạnh nhất được tính bằng công thức:
v = s/t = 2*(m*g)/k / (pi*sqrt(m/k))
= 2*g / (pi*sqrt(k/m))

Thay các giá trị đã cho vào công thức, ta có:
v = 2*9.8 / (pi*sqrt(40/1))
= 2*9.8 / (pi*sqrt(40))
≈ 0.986 m/s

Vậy, tàu cần chạy với vận tốc khoảng 0.986 m/s để con lắc dao động mạnh nhất.
0
0
Thu Giang
19/10/2023 19:02:05
+5đ tặng
Đây là bài toán cộng hưởng.
Khi xảy ra cộng hưởng thì con lắc dao động mạnh nhất.
Gọi v là tốc độ tàu chạy.
Vì tàu chạy cứ hết quãng đường 12,5 m (chiều dài 1 thanh ray) sẽ bị sốc 1 lần nên thời gian đi hết thanh ray cũng chính là chu kì tàu bị sốc.
ĐK cộng hưởng: T = T0=2.pi. căn(m/K)=1s (nếu coi pi bình phương bằng 10)
Khi đó tốc độ của tàu chạy: v= s/T=12,5/1=12,5 m/s

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k
Gửi câu hỏi
×