Để đo hệ số ma sát nhớt của chất lỏng, người ta thực hiện một thí nghiệm đơn giản

Sách bài tập Vật Lí 11 Bài 4: Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng - Chân trời sáng tạo

Câu 4.7 (VD) trang 19 Sách bài tập Vật Lí 11: Để đo hệ số ma sát nhớt của chất lỏng, người ta thực hiện một thí nghiệm đơn giản dựa trên hiện tượng dao động cưỡng bức như Hình 4.1. Gắn một vật có khối lượng m vào một lò xo có độ cứng k trong chất lỏng, đầu còn lại của lò xo được gắn vào một đĩa được điều khiển bởi động cơ có tốc độ điều chỉnh được. Động cơ quay với tần số góc ω. Ngoại lực do đĩa tác dụng lên lò xo có dạng $F=F_0\text{sin}\left(\omega t\right)$. Khi đó, vật sẽ dao động điều hoà với biên độ được chứng minh bằng lí thuyết là:

$A=\frac{F_0}{\sqrt{m^2{\left({\omega }^2-{\omega }_0^2\right)}^2+b^2{\omega }^2}},$ trong đó ${\omega }_0=\sqrt{\frac{k}{m}}$ là tần số góc riêng của con lắc lò xo, b là hệ số ma sát nhớt được xác định là hệ số tỉ lệ của lực cản môi trường và tốc độ của vật. Biết $F_0=10\text{ N}$, khi thay đổi tần số góc, tại giá trị $\omega =100\pi \text{rad/s}$, người ta ghi nhận được con lắc dao động với biên độ lớn nhất $A_{\text{max}}=5\text{ cm}$. Hãy tính hệ số ma sát nhớt của chất lỏng.

Lời giải:

Ta có: $A=\frac{F_0}{\sqrt{m^2{\left({\omega }^2-{\omega }_0^2\right)}^2+b^2{\omega }^2}}$

Khi xảy ra cộng hưởng thì $\omega ={\omega }_0$

Với $\omega =100\pi \text{rad/s}$, con lắc dao động với biên độ cực đại (cộng hưởng).

$\Rightarrow A=A_{\text{max}}=\frac{F_0}{b\omega }\Rightarrow b=\frac{F_0}{\omega A_{\text{max}}}=\frac{10}{100\pi \cdot \mathrm{0,05}}\approx \mathrm{0,64}\text{ kg/s}$

Lời giải SBT Vật Lí 11 Bài 4: Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng hay khác:

• Câu 4.1 (B) trang 16 Sách bài tập Vật Lí 11: Khi không còn ngoại lực duy trì, dao động của con lắc đơn trong không khí bị tắt dần do ....

• Câu 4.2 (B) trang 16 Sách bài tập Vật Lí 11: Phát biểu nào dưới đây không đúng khi nói về dao động tắt dần? ....

• Câu 4.3 (B) trang 16 Sách bài tập Vật Lí 11: Chỉ ra phát biểu sai. ....

• Câu 4.4 (B) trang 17 Sách bài tập Vật Lí 11: Một vật có tần số riêng 20 Hz đang thực hiện dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn ....

• Câu 4.5 (B) trang 17 Sách bài tập Vật Lí 11: Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi ....

• Câu 4.6 (H) trang 17 Sách bài tập Vật Lí 11: Một chiếc ô tô đang chạy trên đoạn đường lát gạch, cứ cách khoảng 5 m lại có một rãnh nhỏ ....

• Câu 4.7 (H) trang 17 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 500 g gắn vào một lò xo có độ cứng 50 N/m ....

• Câu 4.8 (H) trang 17 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m gắn vào một lò xo có độ cứng 50 N/m ....

• Câu 4.9 (H) trang 17 Sách bài tập Vật Lí 11: Vật nhỏ nặng 100 g gắn với một lò xo nhẹ đang dao động điều hoà dọc theo một trục ....

• Câu 4.10 (VD) trang 18 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng 100 N/m gắn với vật nặng 100 g ....

• Câu 4.11 (VD) trang 18 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo dao động điều hoà trên mặt phẳng nằm ngang gồm một vật nhỏ có khối lượng 100 g ....

• Câu 4.1 (B) trang 18 Sách bài tập Vật Lí 11: Hãy nêu hai ví dụ cho mỗi hiện tượng: dao động tắt dần, dao động cưỡng bức và cộng hưởng trong đời sống ....

• Câu 4.2 (B) trang 18 Sách bài tập Vật Lí 11: Hãy giải thích nguyên nhân gây ra dao động tắt dần ....

• Câu 4.3 (H) trang 18 Sách bài tập Vật Lí 11: Hãy phân biệt dao động tắt dần và dao động cưỡng bức ....

• Câu 4.4 (H) trang 18 Sách bài tập Vật Lí 11: Trong các trường hợp sau, trường hợp nào có khả năng xảy ra hiện tượng cộng hưởng? ....

• Câu 4.5 (H) trang 18 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ gắn vào một lò xo, viên bi có thể dao động điều hoà ....

• Câu 4.6 (VD) trang 19 Sách bài tập Vật Lí 11: Cho một dao động tắt dần, nếu xem gần đúng dao động tắt dần này là dao động điều hoà ....

• Câu 4.8 (VD) trang 19 Sách bài tập Vật Lí 11: Trong một cửa hàng, cửa ra vào được thiết kế đóng tự động nhờ một hệ thống lò xo bên trong bản lề ....

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

• SBT Vật Lí 11 Bài 5: Sóng và sự truyền sóng

• SBT Vật Lí 11 Bài 6: Các đặc trưng vật lí của sóng

• SBT Vật Lí 11 Bài 7: Sóng điện từ

• SBT Vật Lí 11 Bài 8: Giao thoa sóng

• SBT Vật Lí 11 Bài 9: Sóng dừng

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải SBT Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải lớp 11 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 11 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 11 Cánh diều (các môn học)

---