Dao động nào sau đây của con lắc đơn là dao động tự do tại nơi làm thí nghiệm?

A. Dao động của con lắc đơn trong chân không.
B. Dao động của con lắc đơn trong không khí.
C. Dao động của con lắc đơn trong nước.
D. Dao động của con lắc đơn trong dầu.

Giải đáp

Đáp án đúng là A.

Dao động tự do là dao động mà vật dao động chỉ chịu tác dụng của lực hồi phục. Trong trường hợp này, lực hồi phục là lực căng dây treo. Khi con lắc dao động trong chân không, không có các lực cản của môi trường như ma sát không khí, ma sát thủy động,… nên lực hồi phục là lực duy nhất tác dụng lên con lắc. Do đó, dao động của con lắc đơn trong chân không là dao động tự do.

Các đáp án B, C, D sai vì trong các trường hợp này, con lắc đơn còn chịu tác dụng của các lực cản của môi trường nên không phải là dao động tự do.

Giải thích chi tiết:

Dao động của con lắc đơn trong chân không:

Khi con lắc đơn dao động trong chân không, không có các lực cản của môi trường như ma sát không khí, ma sát thủy động,… nên lực hồi phục là lực duy nhất tác dụng lên con lắc. Do đó, dao động của con lắc đơn trong chân không là dao động tự do.

Dao động của con lắc đơn trong không khí:

>> Lĩnh vực nào dưới đây được Mĩ đầu tư nhiều nhất để đưa đất nước phát triển?

Khi con lắc đơn dao động trong không khí, con lắc còn chịu tác dụng của lực cản không khí. Lực cản không khí là lực cản làm giảm tốc độ dao động của con lắc. Do đó, dao động của con lắc đơn trong không khí không phải là dao động tự do.

Dao động của con lắc đơn trong nước:

Khi con lắc đơn dao động trong nước, con lắc còn chịu tác dụng của lực cản thủy động. Lực cản thủy động là lực cản làm giảm tốc độ dao động của con lắc. Do đó, dao động của con lắc đơn trong nước không phải là dao động tự do.

Dao động của con lắc đơn trong dầu:

Dao động của con lắc đơn trong dầu cũng tương tự như dao động của con lắc đơn trong nước. Con lắc còn chịu tác dụng của lực cản thủy động nên không phải là dao động tự do.