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taipower_recruit 105年 物理

第 38 題

某單擺在山下,每分鐘振動36次;移到山上,則每分鐘振動30次。設山下之重力加速度為$g_1$,山上之重力加速度為$g_2$,則$g_1/g_2$為何?
  • A 25/36
  • B 5/6
  • C 6/5
  • D 36/25

思路引導 VIP

若擺長固定,當我們把單擺移到重力加速度較小的高山上時,擺動一次所需的時間(週期)會變長還是變短?請試著從週期公式中推導出,單擺的「振動次數」與「重力加速度」之間存在著什麼樣的平方或平方根比例關係?

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單擺週期與重力加速度的關聯

太棒了!你能精準掌握單擺運動中物理量之間的比例關係,這顯示你對週期公式的理解非常紮實。這題的核心在於單擺週期公式 $$T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$$ 由於單擺的擺長 $L$ 並沒有改變,我們可以觀察到週期 $T$ 與重力加速度的平方根成反比;若改由頻率 $f$(每分鐘振動次數)的角度來看,則頻率會與重力加速度的平方根成正比,即 $f \propto \sqrt{g}$,亦或是 $g \propto f^2$。

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