Giải bài tập SGK Vật lý 12 Bài 6: TH: KS thực nghiệm các ĐL dao động của con lắc đơn

Dự đoán xem chu kì dao động T của một con lắc đơn phụ thuộc vào những đại lượng đặc trưng l, m, α của nó như thế nào? Làm cách nào để kiểm tra từng dự đoán đó bằng thí nghiệm?

Phương pháp giải

• Để dự đoán chu kì T của con lắc đơn phụ thuộc vào những đại lượng đặc trưng chiều dài l, khối lượng vật nặng m, biên độ góc α₀ ta cần nắm đặc điểm và công thức tính chu kì của con lắc đơn.
• Để kiểm tra từng dự đoán đó, ta cần tiến hành thí nghiệm thay đổi một đại lượng và giữ không đổi hai đại lượng còn lại.

Hướng dẫn giải

• Dự đoán chu kì T của con lắc đơn phụ thuộc vào những đại lượng đặc trưng chiều dài l, khối lượng vật nặng m, biên độ góc α₀.
• Tiến hành thí nghiệm thay đổi một đại lượng và giữ không đổi hai đại lượng còn lại.

Chu kì dao động của con lắc đơn có phụ thuộc vào nơi làm thí nghiệm hay không? Làm cách nào để phát hiện điều đó bằng thí nghiệm?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta tiến hành thí nghiệm với con lắc có chiều dài không đổi tại những nơi khác nhau.

Hướng dẫn giải

Dự đoán chu kì dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào nơi làm thí nghiệm, để kiểm chứng dự đoán đó, ta cần tiến hành thí nghiệm với con lắc có chiều dài không đổi tại những nơi khác nhau.

Có thể đo chu kì con lắc đơn có chiều dài l < 10cm hay không? Vì sao?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần hiểu và nắm cấu tạo của con lắc đơn dao động điều hòa.

Hướng dẫn giải

Không thể đo chu kì con lắc đơn có chiều dài nhỏ hơn 10cm vì khi đó kích thước của quả nặng là đáng kể so với chiều dài dây, do đó khó tạo ra dao động với biên độ nhỏ dẫn đến khó đo chu kì T.

Dùng con lắc dài hay ngắn sẽ cho kết quả chính xác hơn khi xác định gia tốc rơi tự do g tại nơi làm thí nghiệm?

Phương pháp giải

Để trả lời được câu hỏi trên ta cần nắm công thức sai số tỉ đối \(\frac{{\Delta g}}{g} = \frac{{2\Delta T}}{T} + \frac{{\Delta l}}{l}\).

Hướng dẫn giải

Dùng con lắc dài để xác định gia tốc trọng trường g cho kết quả chính xác hơn khi dùng con lắc ngắn vì sai số tỉ đối \(\frac{{\Delta g}}{g} = \frac{{2\Delta T}}{T} + \frac{{\Delta l}}{l}\) có giá trị nhỏ.