Vận dụng (M3)

Trong một đợt gió bão lớn tác động lên tòa tháp Taipei 101, quả cầu thép TMD tích lũy một lượng cơ năng dao động ban đầu là kJ. Sau chu kỳ dao động lệch pha, do sự tiêu tán năng lượng cơ học của hệ thống giảm chấn thủy lực, cơ năng của quả cầu giảm đi . Giả thiết toàn bộ phần cơ năng hao hụt này được hấp thụ hoàn toàn và chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng kg dầu silicon chứa bên trong các xi lanh giảm chấn (nhiệt dung riêng của dầu silicon là J/(kgK)). Điền các số thích hợp vào chỗ trống (kết quả ở vị trí trống 1 và 2 là các số nguyên; kết quả ở vị trí trống 3 làm tròn đến hàng phần mười): “Trong đợt kiểm thử hiệu quả giảm chấn thực tế này: lượng cơ năng dao động của quả cầu bị tiêu tán thành nhiệt năng sau chu kỳ bằng kJ; lượng cơ năng còn lại tích lũy trong hệ thống dao động của quả cầu sau giai đoạn này bằng kJ; và độ tăng nhiệt độ của lượng dầu silicon trong các xi lanh giảm chấn bằng C.”

1

Xác nhận

2

Xác nhận

3

Xác nhận

Giải thích đáp án:

- Ở vị trí trống (1): Lượng cơ năng dao động của quả cầu TMD đã bị hao hụt và tiêu tán thành nhiệt năng sau 5 chu kỳ là:

Giá trị nguyên cần điền là .

- Ở vị trí trống (2): Lượng cơ năng còn lại tích lũy trong dao động của quả cầu sau 5 chu kỳ là:

Giá trị nguyên cần điền là .

- Ở vị trí trống (3): Nhiệt lượng tỏa ra và làm nóng lượng dầu silicon trong xi lanh bằng đúng lượng cơ năng tiêu tán:

Áp dụng công thức tính nhiệt lượng dung năng:

Do đó, độ tăng nhiệt độ của dầu silicon bằng đúng C. Giá trị cần điền là .