Hai con lắc đơn giống hệt nhau mà các vật nhỏ mang điện tích như nhau, được treo ở cùng một nơi trên mặt đất. Trong mỗi vùng không gian chứa mỗi con lắc có một điện trường đều. Hai điện trường này có cùng cường độ nhưng các đường sức vuông góc với nhau. Giữ hai con lắc ở vị trí các dây treo có phương thẳng đứng rồi thả nhẹ thì chúng dao động điều hòa trong cùng một mặt phẳng với cùng biên độ góc \({8^0}\) và chu kỳ tương ứng là \({T_1}\) và \({T_2} = {T_1} + 0,25s\). Giá trị của \({T_1}\) là:
A. 1,895s
B. 1,645s
C. 1,974s
D. 2,274s
Lời giải của giáo viên
Gọi \({g_1}\) và \({g_2}\) là gia tốc của hai con lắc khi chịu tác dụng của ngoại lực.
Gọi \({a_1}\) và \({a_2}\) là gia tốc do lực điện tác dụng lên con lắc 1 và 2 (\({a_1} = {a_2}\) vì hai con lắc giống nhau đặt trong cùng điện trường đều): \({a_1} = {a_2} = \frac{{\left| q \right|E}}{m}\)
Hai con lắc cùng biên độ nên \(\overrightarrow {{g_1}} \uparrow \uparrow \overrightarrow {{g_2}} \)
Có \({T_2} > {T_1} \Rightarrow {g_2} < {g_1}\)
Xét tam giác ABC có: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{{q_1} = {q_2}}\\
{\overrightarrow {{a_1}} \bot \overrightarrow {{a_2}} }
\end{array}} \right. \Rightarrow \Delta ABC\) vuông cân.
Tam giác OAC có: \(\widehat {OBA} = {37^0} \Rightarrow \frac{{{g_2}}}{{\sin 37}} = \frac{{{a_2}}}{{\sin 8}}\,\,\,\left( 1 \right)\)
Tam giác OAC có: \(\frac{{{g_1}}}{{\sin 127}} = \frac{{{a_1}}}{{\sin 8}}\,\,\left( 2 \right)\)
Từ (1) và (2) suy ra: \(\frac{{{g_1}}}{{\sin 127}} = \frac{{{g_2}}}{{\sin 37}} \Rightarrow \frac{{{g_1}}}{{{g_2}}} = \frac{{\sin 127}}{{\sin 37}}\)
Mà: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{\frac{{{T_1}}}{{{T_2}}} = \sqrt {\frac{{{g_1}}}{{{g_2}}}} = \sqrt {\frac{{\sin 127}}{{\sin 37}}} }\\
{{T_2} = {T_1} + 0,25}
\end{array}} \right.\)
\( \Rightarrow {T_2} = {T_1}.\sin \sqrt {\frac{{\sin 127}}{{\sin 37}}} \)
\( \Rightarrow {T_1}\sin \sqrt {\frac{{\sin 127}}{{\sin 37}}} = {T_1} + 0,25 \Rightarrow {T_1} = 1,645s\)
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Tốc độ truyền sóng cơ học tăng dần trong các môi trường
Khi dòng điện chạy qua đoạn mạch ngoài nối giữa hai cực của nguồn điện thì các hạt mang điện chuyển động có hướng dưới tác dụng của
Đặt điện áp \(u = {U_0}\cos \omega t\) vào hai đầu đoạn mạch có RLC mắc nối tiếp. Điều chỉnh để \(\omega = {\omega _0}\) thì trong mạch có cộng hưởng điện, \({\omega _0}\) được tính theo công thức
Đặt điện áp xoay chiều \(u = 100\sqrt 2 \cos 100\pi t\left( V \right)\) vào hai đầu một cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(L = \frac{1}{\pi }H\). Cảm kháng của cuộn cảm là
Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng. Biết khoảng cách ngắn nhất giữa một nút sóng và vị trí cân bằng của một bụng sóng là 0,25m. Sóng truyền trên dây với bước sóng là
Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động
Một máy biến áp lí tưởng, cuộn sơ cấp có 1000 vòng dây, cuộn thứ cấp có 1500 vòng dây. Mắc cuộn sơ cấp vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220V. Khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là
Hai điện tích điểm \({q_1}\) và \({q_2}\) đặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số điện môi là ε thì tương tác với nhau bằng một lực có độ lớn:
Một con lắc đơn có chiều dài dây treo là l, dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường là g. Chu kì dao động của con lắc là:
Đối với vật dao động điều hoà, tập hợp ba đại lượng nào sau đây không thay đổi theo thời gian?
Đặt vào hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp một điện áp xoay chiều \(u = 200\sqrt 2 \cos \left( {100\pi - \frac{\pi }{3}} \right)\left( V \right)\), cường độ dòng điện qua đoạn mạch là \(i = \sqrt 2 \cos 100\pi t\left( A \right)\). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng
Đặt một điện áp \(u = {U_0}\cos \omega t\left( V \right)\), trong đó \({U_0}\) không đổi nhưng ω thay đổi được, vào hai đầu một đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(L = \frac{{\sqrt 3 }}{{4\pi }}H\) và tụ điện C mắc nối tiếp. Khi \(\omega = {\omega _1}\) hoặc \(\omega = {\omega _2}\) thì hệ số công suất trong mạch điện bằng nhau và bằng 0,5. Biết \({\omega _1} - {\omega _2} = 200\pi {\mkern 1mu} \left( {rad/s} \right)\). Giá trị của R bằng
Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều là dựa trên hiện tượng
Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính trước một thấu kính cho ảnh ảo \({A_1}{B_1}\) cao gấp 3 lần vật. Dịch vật dọc theo trục chính 5cm ta thu được ảnh ảo \({A_2}{B_2}\) cao gấp 2 lần vật. Tiêu cự của thấu kính là