Khi đưa một con lắc đơn lên cao 9,6 km so với mặt đất thì cần tăng hay giảm chiều dài bao nhiêu phần trăm để chu kỳ không đổi? Lấy bán kính Trái Đất R = 6400 km. A.Tăng 3% B.Giảm 3% C.Tăng 0,3% D.Giảm 0,3%
Phương pháp giải: Chu kì của con lắc đơn: \(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{g}} \) Gia tốc trọng trường ở độ cao \(h\): \(g = \dfrac{{GM}}{{{{\left( {R + h} \right)}^2}}}\) Giải chi tiết:Chu kì của con lắc trước và sau khi thay đổi độ cao: \(\left\{ \begin{array}{l}T = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{g}} \\T' = 2\pi \sqrt {\dfrac{{l'}}{{g'}}} \end{array} \right. \Rightarrow \dfrac{{T'}}{T} = \sqrt {\dfrac{{l'g}}{{lg'}}} = \sqrt {\dfrac{{l'\dfrac{{GM}}{{{R^2}}}}}{{l\dfrac{{GM}}{{{{\left( {R + h} \right)}^2}}}}}} = \dfrac{{R + h}}{R}\sqrt {\dfrac{{l'}}{l}} \) Để chu kì của con lắc không đổi: \(\begin{array}{l}\dfrac{{T'}}{T} = 1 \Rightarrow \dfrac{{R + h}}{R}\sqrt {\dfrac{{l'}}{l}} = 1 \Rightarrow \dfrac{{l'}}{l} = {\left( {\dfrac{R}{{R + h}}} \right)^2} = {\left( {\dfrac{{6400}}{{6400 + 9,6}}} \right)^2} = 0,997\\ \Rightarrow \Delta l = l - l' = l - 0,997l = 0,003l = 0,3\% l\end{array}\) Vậy phải giảm chiều dài con lắc đi \(3\% \) Chọn D.