Câu hỏi
Một đồng hồ quả lắc chạy đúng trên mặt đất. Đưa con lắc lên độ cao \(h\), coi như nhiệt độ không thay đổi, đồng hồ
- A chạy nhanh
- B chạy chậm
- C chạy đúng
- D không thể kết luận
Phương pháp giải:
Chu kì của con lắc đơn: \(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{g}} \)
Gia tốc trọng trường ở độ cao \(h\): \({g_h} = \dfrac{{GM}}{{{{\left( {R + h} \right)}^2}}}\)
Lời giải chi tiết:
Chu kì chạy đúng của đồng hồ trên mặt đất là:
\(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{g}} = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{{\dfrac{{GM}}{{{R^2}}}}}} = 2\pi \sqrt {\dfrac{{l{R^2}}}{{GM}}} \)
Đưa con lắc lên độ cao \(h\), chu kì của con lắc là:
\(\begin{array}{l}T' = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{{{g_h}}}} = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{{\dfrac{{GM}}{{{{\left( {R + h} \right)}^2}}}}}} = 2\pi \sqrt {\dfrac{{l{{\left( {R + h} \right)}^2}}}{{GM}}} \\ \Rightarrow \dfrac{{T'}}{T} = \dfrac{{2\pi \sqrt {\dfrac{{l{R^2}}}{{GM}}} }}{{2\pi \sqrt {\dfrac{{l{{\left( {R + h} \right)}^2}}}{{GM}}} }} = \dfrac{{R + h}}{R}\end{array}\)
Vậy ở độ cao \(h\), chu kì của con lắc tăng, đồng hồ chạy chậm hơn so với trên mặt đất.
Thời gian đồng hồ chạy sai:
\(\dfrac{{\Delta T}}{T} = \dfrac{{T' - T}}{T} = \dfrac{{T'}}{T} - 1 = \dfrac{{R + h}}{R} - 1 = \dfrac{h}{R}\)
Chọn B.