Một ứng dụng quan trọng của con lắc đơn là trong lĩnh vực địa chất
Một ứng dụng quan trọng của con lắc đơn là trong lĩnh vực địa chất. Các nhà địa chất quan tâm đến những tính chất đặc biệt của lớp bề mặt Trái Đất và thường xuyên phải đo gia tốc rơi tự do ở một nơi nào đó. Ví dụ như trầm tích khoáng sản hay các mỏ quặng có thể làm thay đổi giá trị gia tốc rơi tự do tại nơi đó. Nhờ vậy, các nhà địa chất đo gia tốc rơi tự do để phát hiện các vị trí có mỏ quặng. Một máy đo gia tốc rơi tự do đơn giản nhất chính là một con lắc đơn. Đo thời gian con lắc đơn có chiều dài thực hiện một số dao động, từ đó suy ra chu kì T. Sau đó tính dựa vào công thức (2.1). Lặp lại thí nghiệm nhiều lần với các con lắc đơn có chiều dài dây treo khác nhau. Lấy giá trị trung bình g ở các lần đo, ta được gia tốc rơi tự do tại nơi đó.
Giải Vật Lí 11 Bài 2: Một số dao động điều hoà thường gặp - Cánh diều
Tìm hiểu thêm trang 23 Vật Lí 11: Một ứng dụng quan trọng của con lắc đơn là trong lĩnh vực địa chất. Các nhà địa chất quan tâm đến những tính chất đặc biệt của lớp bề mặt Trái Đất và thường xuyên phải đo gia tốc rơi tự do ở một nơi nào đó. Ví dụ như trầm tích khoáng sản hay các mỏ quặng có thể làm thay đổi giá trị gia tốc rơi tự do tại nơi đó. Nhờ vậy, các nhà địa chất đo gia tốc rơi tự do để phát hiện các vị trí có mỏ quặng. Một máy đo gia tốc rơi tự do đơn giản nhất chính là một con lắc đơn. Đo thời gian con lắc đơn có chiều dài l thực hiện một số dao động, từ đó suy ra chu kì T. Sau đó tính g dựa vào công thức (2.1). Lặp lại thí nghiệm nhiều lần với các con lắc đơn có chiều dài dây treo khác nhau. Lấy giá trị trung bình g ở các lần đo, ta được gia tốc rơi tự do tại nơi đó.
Trong thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do tại một địa phương, các nhà địa chất sử dụng đồng hồ để đo thời gian các con lắc đơn có chiều dài khác nhau thực hiện 100 chu kì dao động. Kết quả đo được cho trong Bảng 2.1. Xác định gia tốc rơi tự do tại địa phương đó.
Lời giải:
Chu kì của con lắc:
Chiều dài dây treo con lắc (mm) |
Thời gian con lắc thực hiện 100 dao động (s) |
Chu kì |
Gia tốc |
500 |
141,7 |
1,417 |
9,83 |
1000 |
200,6 |
2,006 |
9,81 |
1500 |
245,8 |
2,458 |
9,80 |
2000 |
283,5 |
2,835 |
9,82 |
Giá trị trung bình của gia tốc |
|||
Áp dụng công thức: để tính gia tốc.
Lời giải bài tập Vật lí 11 Bài 2: Một số dao động điều hoà thường gặp hay khác: