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112物理分科測驗–05


<單選題>某生設計了一個不需使用計時器而可量測重力加速度的實驗。他選用了一個彈力常數為 \(k\),自然長度為 \(l\),繁有質量為 \(m\) 之質點的彈簧,使其作水平面之簡諧運動。再以一個擺長為 \(L\),擺鐘不計體積,質量為 \(M\) 的單擺,調整其擺長 \(L\),使兩個系統之簡諧運動的週期相同,則其所測得的重力加速度量值為何?
(A) \(\frac{lM}{k}\)
(B) \(\frac{Lm}{k}\)
(C) \(\frac{LM}{k}\)
(D) \(\frac{lk}{M}\)
(E) \(\frac{Lk}{m}\)

答案

彈簧週期 \( T_s = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}} \),單擺週期 \( T_p = 2\pi\sqrt{\frac{L}{g}} \)。令 \( T_s = T_p \) 得 \( \sqrt{\frac{m}{k}} = \sqrt{\frac{L}{g}} \Rightarrow g = \frac{Lk}{m} \),選(E)。 報錯
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