Một đồng hồ quả lắc được coi như một con lắc đơn chạy đúng giờ ở một nơi trên mặt đất có nhiệt độ 20°C. Khi đưa đồng hồ lên độ cao h = 2 km thì đồng hồ chạy nhanh hay chậm? Tính thời gian đồng hồ chạy sai sau 1 tuần. Biết hệ số nở dài của dây treo con lắc là α = 2.10–5 K–1, nhiệt độ ở độ cao h = 2 km là 6°C và bán kính Trái Đất là 6400 km.

A.

Đồng hồ chạy nhanh 30,85 s.

B.

Đồng hồ chạy chậm 104,33 s.

C.

Đồng hồ chạy nhanh 70,85 s.

D.

Đồng hồ chạy nhanh 80,72 s.

Đáp án và lời giải
Đáp án:B
Lời giải:

Đồng hồ chạy chậm 104,33 s.

Theo dữ kiện bài toán cho, ta thấy cả nhiệt độ của môi trường và độ cao thay đổi nên cả chiều dài của con lắc và gia tốc trọng trường thay đổi.

- Đồng hồ chạy đúng ở nơi có độ cao h = 0, nhiệt độ 20°C. Chu kì của đồng hồ chạy đúng là: .

- Khi đưa đồng hồ lên độ cao h = 2000 m có nhiệt độ ở môi trường là 6°C thì đồng hồ chạy sai: .

Thời gian đồng hồ chạy sai trong một chu kì: 

 Thời gian đồng hồ chạy sai trong 1 s: 

Ta có:                                (1)

Ta có: 

Vì αt << 1 nên

Vì hệ số α = 2.10–5K–1 nhỏ nên α2 rất nhỏ, ta bỏ qua số hạng thứ 3

Thay (2) và (3) vào (1), ta được:

Vì α và rất nhỏ nên ta bỏ qua số hạng thứ 4

 Đồng hồ chạy chậm  Thời gian đồng hồ chạy sai trong 1 s là:

 = 1,725.10–4. Khi thời gian thực tế trôi đi t (s) thì thời gian đồng hồ chạy sai trong khoảng thời gian đó được xác định:

t (s) = 1,725.10–4.7.24.60.60 = 104,33 s.

Bạn có muốn?

Xem thêm các đề thi trắc nghiệm khác

Chia sẻ

Một số câu hỏi khác có thể bạn quan tâm.