Câu 11.4 trang 62 sách bài tập Vật lí 12 Nâng cao

Treo cố định một con lắc (gồm một bulông sắt được buộc chặt vào đầu của một sợi dây mảnh, không dãn, dài khoảng 80 cm) vào một thanh ngang được cố định hai đầu (Hình 11.3a). Kéo cho dây treo của con lắc lệch một góc khoảng \({7^o}\) so với phương thằng đứng (bulông  dịch chuyển khỏi vị rí cân bằng khoảng 10 cm theo phương ngang), rồi thả cho con lắc dao động tự do. Đếm số dao động toàn phần của con lắc cho tới khi nó dừng lại và đồng thời dùng đồng hồ đeo tay đo thời gian để con lắc thực hiện được số dao động đó.

Tháo con lắc ra khỏi thanh ngang, rồi luồn sợ dây treo con lắc qua một lỗ nhỏ được đục ở đáy ở một cốc nhựa mỏng, nhẹ. Nếu lại treo con lắc vào thanh ngang (Hình 11.3b) và cho nó dao động cũng từ vị trí lệch một góc khoảng \({7^o}\) so với phương thẳng đứng, thì số dao động toàn phần của con lắc và thời gian từ khi con lắc bắt đầu dao động tới khi nó dừng lại có thay đổi không ? Vì sao ? Tiến hành thí nghiệm khiểm tra lại dự đoán.

Giải

Mặc dù điều kiện ban đầu của dao động của hai con lắc gần như nhau (khối lượng gần bằng nhau, chiều dài hai con lắc như nhau, góc lệch ban đầu như nhau) nhưng con lắc có lắp cốc có diện tích bề mặt lớn hơn nên chịu lực cản của không khí lớn hơn rất nhiều. Vì vậy, dao động của nó dần nhanh hơn và chu kì cũng bị thay đổi.

Ví dụ: Nếu bulong có khối lượng khoảng 200 g thực hiện được khoảng 200 dao động toàn phần trong 6 phút thì khi lắp cốc, nó chỉ thực hiện được khoảng 85 dao động toàn phần trong 3 phút.

Sachbaitap.com