Câu hỏi3: Một con lắc dài 44 cm được treo vào trần của một toa xe lửa. Con lắc bị kích động...

Phương pháp giải:

Bước 1: Tính chu kì dao động riêng của con lắc:
Chu kì dao động riêng của con lắc được tính bằng công thức: $T=2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}$.
Dữ liệu đã cho:
- Chiều dài của con lắc l = 0,44 m
- Gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s²
Suy ra: $T=2\pi\sqrt{\frac{0,44}{9,8}}\approx 1,33 (s)$

Bước 2: Xác định tốc độ của toa xe lửa:
Để con lắc dao động với biên độ lớn nhất, cần phải xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Điều này có nghĩa là chu kì của con lắc phải bằng chu kì của xe lửa.
Thời gian để xe lửa đi hết quãng đường 12,5 m chính là 1 chu kì của xe lửa.
Tốc độ của toa xe lửa được tính bằng công thức $v = \frac{s}{T}$.
Với s = 12,5 m và T = 1,33 s, ta tính được: $v = \frac{12,5}{1,33} \approx 9,4 (m/s)$

Vậy, tốc độ của toa xe lửa khi chạy thẳng đều là khoảng 9,4 m/s để biên độ dao động của con lắc đạt lớn nhất.