Máy tính chu kỳ con lắc là gì?
Công cụ này giúp bạn tìm chu kỳ của một con lắc đơn — tức là khoảng thời gian để con lắc thực hiện trọn vẹn một dao động qua lại. Máy tính sử dụng công thức kinh điển cho góc nhỏ \(T = 2\pi \sqrt{L/g}\), trong đó L là chiều dài con lắc và g là gia tốc trọng trường. Bên cạnh đó, công cụ còn cho biết tần số dao động tính bằng héc (Hz). Đây là một quy luật vật lý mang tính phổ quát, áp dụng được ở mọi nơi; chỉ có giá trị g là thay đổi tùy theo vị trí (khoảng 9,81 m/s² trên bề mặt Trái Đất).
Cách sử dụng
Nhập chiều dài con lắc theo đơn vị mét và gia tốc trọng trường tại địa phương (dùng 9,81 m/s² cho Trái Đất, 1,62 cho Mặt Trăng, hoặc 3,71 cho Sao Hỏa). Nhấn nút tính toán để xem chu kỳ theo giây và tần số tương ứng. Công thức này giả định góc dao động nhỏ (dưới khoảng 15°), dây treo không khối lượng và không co giãn, với toàn bộ khối lượng tập trung ở quả nặng.
Giải thích công thức
Chu kỳ chỉ phụ thuộc vào chiều dài và gia tốc trọng trường — không phụ thuộc vào khối lượng quả nặng hay biên độ dao động (với góc nhỏ). Vì chu kỳ tỉ lệ với căn bậc hai của chiều dài, nên khi tăng chiều dài con lắc lên gấp bốn lần thì chu kỳ chỉ tăng gấp đôi. Tần số đơn giản được tính bằng \(f = 1/T\).
Ví dụ minh họa
Với một con lắc dài 1 mét trên Trái Đất (g = 9,81 m/s²):
$$T = 2\pi \sqrt{\frac{1}{9{,}81}} = 2\pi \times \sqrt{0{,}10193} = 2\pi \times 0{,}31926 \approx 2{,}006 \text{ giây}$$Tần số của nó là \(1/2{,}006 \approx 0{,}498\) Hz.
Câu hỏi thường gặp
Khối lượng có ảnh hưởng đến chu kỳ không? Không. Với con lắc đơn lý tưởng, chu kỳ hoàn toàn không phụ thuộc vào khối lượng của quả nặng.
Vì sao dùng giá trị 9,81 m/s²? Đây là giá trị gia tốc trọng trường trung bình tiêu chuẩn trên bề mặt Trái Đất. Giá trị này thay đổi đôi chút theo vĩ độ và độ cao.
Công thức có chính xác với dao động biên độ lớn không? Công thức chỉ chính xác tuyệt đối trong giới hạn góc nhỏ. Với biên độ lớn, chu kỳ thực tế sẽ dài hơn một chút.
