Một con lắc đơn có độ dài 16 cm được treo trong toa tàu ở ngay vị trí phía trên trục của bánh xe. Chiều dài mỗi thanh ray là 12 m. Coi đoàn tàu chuyển động thẳng đều. Lấy g = 9,8 m/s². Con lắc đơn sẽ dao động mạnh nhất khi tốc độ của đoàn tàu bằng

A. 15 m/s

B. 15 cm/s

C. 1,5 m/s

D. 1,5 cm/s

Hướng dẫn giải

Tần số dao động riêng của con lắc đơn:

$$f_0=\frac{1}{2\pi}\sqrt\frac{g}{l}$$

Tần số dao động cưỡng bức gây ra bởi đoàn tàu:

$$f=\frac{v}{L}$$

Điều kiện để con lắc dao động mạnh nhất là có cộng hưởng:

$$f=f_0\rightarrow \frac{v}{L}=\frac{1}{2\pi}\sqrt\frac{g}{l}$$ $$\rightarrow v\approx14,95\space\rm (m/s)$$

Con lắc đơn càng dao động mạnh nhất khi vận tốc của tàu càng gần giá trị v ở trên.

Đáp án: A