Hướng dẫn Hỗ trợ: 098 1821 807 (8h30 - 21h)

GIỚI THIỆU BÀI HỌC

Bài giảng giúp học sinh củng cố các kiến thức cũng như các công thức tính toán chu kì của con lắc đơn khi thay đổi độ cao, nhiệt độ hoặc cả hai đại lượng. Qua đó thấy được sự ảnh hưởng của độ cao và nhiệt độ đối với sự di chuyển của đồng hồ quả lắc. Bên cạnh đó học sinh được hướng dẫn giải một số bài tập, để rèn luyện một số kĩ năng tính toán cần thiết.

NỘI DUNG BÀI HỌC

Dạng 3 của con lắc đơn: Thay đổi chu kỳ của con lắc đơn khi thay đổi độ cao, nhiệt độ. Thay đổi chu kỳ chúng ta hiểu là con lắc đơn dao động điều hòa (ở bài trước đã được nhắc). Khi con lắc đơn được đề bài nói là dao động bé hoặc là dao động với chu kỳ, tần số bao nhiêu đó; thì mặc định nó là dao động điều hòa. Và bây giờ chúng ta tim hiểu thay đổi chu kỳ của con lắc đơn dao động điều hòa khi thay đổi độ cao và nhiệt độ của nó là như thế nào?

Vậy khi thay đổi độ cao là thay đổi cái gì? Năm lớp 10 mình đã biết rồi, khi thay đổi độ cao của một vật nào đó thì gia tốc trọng trường, gia tốc rơi tự do hay lực hút của trái đất tác dụng vào vật sẽ thay đổi. Cho nên khi thay đổi độ cao có nghĩa là gia tốc của vật thay đổi. Khi thay đổi nhiệt độ có nghĩa là độ dài của dây treo sẽ thay đổi, đó là sự giãn nở vì nhiệt của con lắc.

* Thay đổi T khi thay đổi độ cao
+ Ở mặt đất:
T = 2 \pi \sqrt{\frac{\ell}{g}}
Với g = G.\frac{M}{R^2}
+ Ở độ cao h:
T' = 2 \pi \sqrt{\frac{\ell}{g'}}
Với g' = G.\frac{M}{(R + h)^2}
\Rightarrow \frac{T'}{T} = \sqrt{\frac{g}{g'}} = \sqrt{\frac{(r + h)^2}{R^2}} = \frac{R + h}{R}
\Rightarrow \frac{T'}{T} = 1 + \frac{h}{R} \Rightarrow \frac{\Delta T}{T} = \frac{T' - T}{T} = \frac{h}{R} > 0

* Thay đổi T khi chuyển đổi nhiệt độ
NHỚ: Với \varepsilon , \varepsilon ' > 0;\ \varepsilon , \varepsilon ' \ll 1
Ta có: (1 \pm \varepsilon ) ^m \approx 1 \pm m\varepsilon
          (1 + \varepsilon ) ^m . (1 - \varepsilon ) ^n \approx 1 + m\varepsilon - n\varepsilon '
+ Ở nhiệt độ t1T_1 = 2 \pi \sqrt{\frac{\ell_1}{g}}
Với \ell_1 = \ell_0 (1 + \alpha t_1)
+ Ở nhiệt độ t2T_2 = 2 \pi \sqrt{\frac{\ell_2}{g}}
Với \ell_2 = \ell_0 (1 + \alpha t_2)
\Rightarrow \frac{T_2}{T_1} = \sqrt{\frac{\ell_2}{\ell _1}} = \sqrt{\frac{1 + \alpha t_2}{1 + \alpha t_1}} = \frac{(1 + \alpha t_2)^{\frac{1}{2}}}{(1 + \alpha t_1)^{\frac{1}{2}}}
\Rightarrow \frac{T_2}{T_1} = (1 + \alpha t_2)^{\frac{1}{2}}.(1 + \alpha t_1)^{-\frac{1}{2}} = 1 + \frac{1}{2} \alpha t_2 - \frac{1}{2} \alpha t_1
\Rightarrow \frac{T_2}{T_1} - 1 = \frac{1}{2}\alpha (t_2 - t_1)
\Rightarrow \frac{\Delta T}{T_1} = \frac{T_2 - T_1}{T_1} = \frac{1}{2} \alpha (t_2 - t_1)

* Thay đổi T khi thay đổi cả độ cao và nhiệt độ
\Rightarrow \frac{\Delta T}{T} = \frac{h}{R} + \frac{1}{2} \alpha (t_1 - t_2)

* Sự nhanh (chậm) của đồng hồ quả lắc
+ Nếu \Delta T > 0 \Leftrightarrow T_2 > T_1: chu kỳ tăng ⇒ Đồng hồ chạy chậm.
+ Nếu \Delta T < 0 \Leftrightarrow T_2 < T_1: chu kỳ giảm ⇒ Đồng hồ chạy nhanh.
+ Nếu \Delta T = 0 \Leftrightarrow T_2 =T_1: chu kỳ không đổi ⇒ Đồng hồ chạy đúng.
⇒ Thời gian nhanh (chậm) trong 1 ngày đêm.
\Rightarrow \Delta t = \left | \frac{\Delta T}{T_1} \right | \times 2,4 \times 3600\ (s)
Thường T_2 \approx T_1 \Rightarrow \Delta t = \left | \frac{\Delta T}{T_2} \right | \times 86400\ (s)

VD1: Một đồng hồ quả lắc, dây treo dài ℓ, hệ số nở dài \alpha = 2.10^{-5}k^{-1} đang chạy đúng. Nếu nhiệt độ môi trường giảm 100C thì trong 1 ngày đêm đồng hồ chạy nhanh hay chậm bao nhiêu?
Giải:

\alpha = 2.10^{-5}k^{-1}
t_2 - t_1 = -10
Ta có:
\frac{\Delta T}{T} = \frac{1}{2} \alpha (t_2 - t_1)
\Rightarrow \frac{\Delta T}{T} = \frac{1}{2}.2.10^{-5}.(-10) = -10^{-4} < 0
⇒ Đồng hồ chạy nhanh.
⇒ Thời gian nhanh trong 1 ngày đêm
\Delta t = \left | \frac{\Delta T}{T} \right | \times 24 \times 3600
\Rightarrow \Delta t = 10^{-4} \times 86400 = 8,64\ (s)

VD2: Khi đưa một con lắc đơn lên cao 9,6 km so với mặt đất thì cần tăng hay giảm chiều dài bao nhiêu phần trăm để chu kỳ không đổi? Lấy bán kính Trái Đất R = 6400 km.
Giải:
Ta có:
• Mặt đất: T_1 = 2 \pi \sqrt{\frac{\ell}{g}}
• Ở độ cao h: T_2 = 2 \pi \sqrt{\frac{\ell + \Delta \ell }{g'}}
T2 = T1
\Rightarrow 2\pi \sqrt{\frac{\ell + \Delta \ell }{g'}} = 2 \pi \sqrt{\frac{\ell }{g}}
\Rightarrow \sqrt{\frac{g}{g'}} = \sqrt{\frac{\ell }{\ell + \Delta \ell }} = \sqrt{\frac{1}{1 + \frac{\Delta \ell}{\ell }}}
\Rightarrow \frac{1}{\left ( 1 + \frac{\Delta \ell}{\ell} \right )^{\frac{1}{2}}} = \sqrt{\frac{G.\frac{M}{R^2}}{G.\frac{M}{(R + h)^2}}} = \frac{R + h}{R}
\Rightarrow \left ( 1 + \frac{\Delta \ell}{\ell} \right )^{-\frac{1}{2}} = 1+\frac{h}{R} \Rightarrow 1 - \frac{1}{2}.\frac{\Delta \ell}{\ell} = 1 + \frac{h}{R}
\Rightarrow \frac{\Delta \ell}{\ell} = -\frac{2h}{R} = - \frac{2.9,6}{6400} = -0,003
\Rightarrow \frac{\Delta \ell}{\ell} = 0,3\% ⇒ Giảm chiều dài ban đầu 0,3%

Giảm 60% học phí 700.000đ 280.000đ

NỘI DUNG KHÓA HỌC

Học thử khóa H2 môn Vật lý năm 2018

Trải nghiệm miễn phí 15 bài học Chuyên đề 1: Dao động cơ học
1
00:59:16 Bài 1: Dao động điều hòa
Hỏi đáp
4
29/04/2017 Dạng 3: Viết phương trình dao động của vật
Hỏi đáp
10 Bài tập
6
12
11/05/2017 Dạng 11: Năng lượng của dao động điều hoà
Hỏi đáp
10 Bài tập
15
Kiểm tra: Đề thi online phần dao động điều hòa
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
14/05/2017 - 20/05/2017
16
15/05/2017 Bài 2: Con lắc lò xo
Hỏi đáp
17
17/05/2017 Dạng 1: Cắt - Ghép lò xo
Hỏi đáp
10 Bài tập
18
23
Kiểm tra: Đề thi online phần con lắc lò xo
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
24/05/2017 - 30/05/2017
24
27/05/2017 Bài 3: Con lắc đơn
Hỏi đáp
31
Kiểm tra: Đề thi online phần con lắc đơn
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
06/06/2017 - 12/06/2017
33
34
10/06/2017 Dạng 2: Dao động tắt dần
Hỏi đáp
10 Bài tập
35
12/06/2017 Dạng 3: Bài toán va chạm
Hỏi đáp
10 Bài tập
38
Kiểm tra: Đề thi online phần các loại dao động
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
17/06/2017 - 23/06/2017
39
18/06/2017 Bài 5: Tổng hợp dao động
Hỏi đáp
10 Bài tập
40
Kiểm tra: Đề thi online chuyên đề dao động cơ học
0 Hỏi đáp
60 phút
19/06/2017 - 25/06/2017
43
24/06/2017 Dạng 2: Phương trình sóng
Hỏi đáp
10 Bài tập
47
Kiểm tra: Đề thi online phần sóng cơ và sự truyền sóng cơ
0 Hỏi đáp
45 phút
30/06/2017 - 06/07/2017
48
01/07/2017 Bài 2: Giao thoa sóng
Hỏi đáp
54
Kiểm tra: Đề thi online phần giao thoa sóng
0 Hỏi đáp
45 phút
09/07/2017 - 15/07/2017
55
10/07/2017 Bài 3: Sóng dừng
Hỏi đáp
10 Bài tập
56
11/07/2017 Bài 4: Sóng âm
Hỏi đáp
10 Bài tập
57
Kiểm tra: Đề thi online chuyên đề sóng cơ học
0 Hỏi đáp
45 phút
12/07/2017 - 18/07/2017
58
13/07/2017 Bài 1: Đại cương về dòng điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
59
60
16/07/2017 Dạng 1: Liên hệ giữa các giá trị hiệu dụng
Hỏi đáp
10 Bài tập
61
62
20/07/2017 Dạng 3: Cộng hưởng điện
Hỏi đáp
10 Bài tập
67
27/07/2017 Dạng 1: Áp dụng công thức tính công suất
Hỏi đáp
10 Bài tập
68
29/07/2017 Dạng 2: Cho công suất, tìm R, L, C hoặc ω
Hỏi đáp
10 Bài tập
70
02/08/2017 Dạng 4: Khảo sát công suất
Hỏi đáp
10 Bài tập
73
74
05/08/2017 Dạng 5: Bài toán cực trị
Hỏi đáp
10 Bài tập
75
06/08/2017 Dạng 6: Độ lệch pha - Giản đồ vectơ
Hỏi đáp
10 Bài tập
76
07/08/2017 Bài 4: Máy biến áp – Truyền tải điện năng
Hỏi đáp
10 Bài tập
77
08/08/2017 Bài 5: Máy phát điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
78
09/08/2017 Bài 6: Động cơ điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
81
Kiểm tra: Đề thi online chuyên đề dòng điện xoay chiều
0 Hỏi đáp
45 phút
14/08/2017 - 20/08/2017
88
25/08/2017 Bài 1: Tán sắc ánh sáng
Hỏi đáp
10 Bài tập
89
27/08/2017 Bài 2: Giao thoa ánh sáng
Hỏi đáp
90
29/08/2017 Dạng 1: Giao thoa với ánh sáng đơn sắc
Hỏi đáp
10 Bài tập
91
31/08/2017 Dạng 2: Giao thoa với ánh sáng tạp
Hỏi đáp
10 Bài tập
94
Kiểm tra: Đề thi online phần tán sắc và giao thoa ánh sáng
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
05/09/2017 - 11/09/2017
95
06/09/2017 Bài 3: Các loại quang phổ
Hỏi đáp
97
10/09/2017 Bài 5: Tia x (tia rơnghen)
Hỏi đáp
98
Kiểm tra: Đề thi online chuyên đề sóng ánh sáng
0 Hỏi đáp
45 phút
11/09/2017 - 17/09/2017
120
Bài 1
Hỏi đáp
121
Bài 2
Hỏi đáp
122
Bài 3
Hỏi đáp
123
Bài 4
Hỏi đáp
124
Bài 5:
Hỏi đáp