nội dung

Thế nào là dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động ổn định

I. Lý thuyết – Phương pháp giải

[ related_posts_by_tax title = ” ” ]
Quảng cáo

1. Các dạng dao động

• Dao động tuần hoàn : là dao động mà trạng thái dao động được lặp lại sau những khoảng chừng thời hạn bằng nhau
• Dao động tự do : là dao động mà chu kỳ luân hồi của hệ chỉ phụ thuộc vào vào đặc tính bên trong của hệ .
• Dao động tắt dần : là dao động có biên độ giảm dần theo thời hạn, nguyên do gây ra hiện tượng kỳ lạ hao mòn là do ma sát với thiên nhiên và môi trường. Ma sát càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh .
• Dao động trạng thái không thay đổi : là dao động có biên độ không đổi theo thời hạn mà nguồn điện cung ứng thêm để bù đắp cho phần hao phí do ma sát không biến hóa chu kỳ luân hồi thì dao động lê dài mãi mãi gọi là dao động trạng thái dừng .
• Dao động cưỡng bức : là dao động chịu công dụng của ngoại lực biến hóa điều hòa F = FocosΩt
– Dao động cưỡng bức là dao động điều hòa có dạng của hàm số cos
– Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số góc của ngoại lực .
– Biên độ dao động cưỡng bức của ngoại lực tỉ lệ với biên độ F0 của ngoại lực nhờ vào vào tần số góc của ngoại lực và lực cản của môi trường tự nhiên .
– Hiện tượng cộng hưởng : khi biên độ A của dao động cưỡng bức đạt giá trị cực lớn. cộng hưởng được cho là xảy ra .
– Biên độ dao động A đạt giá trị cực lớn nào khi tần số góc của ngoại lực bằng tần số góc riêng ω. o của mạng lưới hệ thống dao động khấu hao
– Hiện tượng cộng hưởng dễ nhận thấy nhất khi điện trở càng nhỏ .Phân biệt giữa dao động trạng thái dừng và dao động cưỡng bức :

Dao động cưỡng bức Dao động ổn định
Dao động cưỡng bức là dao động xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn với tần số góc Ω bất kỳ. Sau thời gian quá độ, dao động cưỡng bức có tần số góc bằng tần số góc của ngoại lực. Dao động ở trạng thái dừng cũng xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực nhưng ở đây ngoại lực điều khiển có tần số góc bằng tần số góc 0 của dao động tự do của hệ.
Rung động xảy ra trong hệ thống dưới tác dụng của ngoại lực độc lập với hệ thống Dao động ổn định là dao động riêng, là dao động riêng của hệ, được bổ sung năng lượng do một lực điều khiển bởi chính dao động, thông qua một hệ thống cơ chế nhất định.

2. Bài tập về dao động điều hòa của con lắc lò xo

Quảng cáo

Các vấn đề: Một vật khối lượng m được dán vào một lò xo có độ cứng k. Kéo lò xo khỏi vị trí cân bằng một đoạn A rồi thả tay để vật dao động điều hòa. Hệ số ma sát của khối với sàn là μ.

Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

a ) Tìm quãng đường đi được từ lúc vật đến lúc khí dừng lại trọn vẹn ?
Khi vật dừng hẳn thì hàng loạt cơ năng của con lắc lò xo bị công của lực ma sát triệt tiêu là :

Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

b ) Biên độ giảm dần sau nửa chu kỳ luân hồi, sau một chu kỳ luân hồi
Gọi ANgày thứ nhất là biên độ bắt đầu của con lắc lò xo, A2 là biên độ sau nửa chu kỳ luân hồi

Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

hoặcNgày thứ nhất được gọi là độ giảm biên độ trong nửa chu kỳ luân hồi .

Ia Biên độ giảm sau một chu kỳ là:
Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

c) Số điểm dao động khi dừng lại
Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

d) Thời gian dừng hoàn toàn
Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

e ) Bài toán tìm tốc độ của vật khi đã đi được quãng đường S
Ta có : W = WD + Wt + ABệnh đa xơ cứng .
WD = W – Wt – MỘTBệnh đa xơ cứng .

Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

Bài tập về dao động tắt dần của con lắc đơn

Một con lắc đơn thuần có chiều dài l dao động điều hòa với điện trở Fc đều, biên độ góc khởi đầu là α. 01 .

Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

Quảng cáo
a ) Xác định quãng đường đi được của con lắc cho đến khi con lắc đơn nằm yên .

Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

b ) Xác định độ giảm của biên độ trong một chu kỳ luân hồi .

Ta có: năng lượng ban đầu của con lắc là:
Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

Năng lượng con lắc còn lại ở biên giới
Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

⇒ Biên độ giảm trong một chu kì là:
Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

c) Số điểm dao động cho đến khi tắt hẳn.
Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

d ) Thời gian đóng cửa : t = NT
e ) Số lần vật đi về vị trí cân đối cho đến khi tắt hẳn : n = 2. N

4. Bài tập về cộng hưởng

• Trạng thái cộng hưởng : Tr = TRIỆUcb
Ở đó :
milliardr : Các chu kỳ luân hồi đơn cử
milliardcb : chu kỳ luân hồi cưỡng bức
• Công thức xác lập vận tốc tàu để con lắc dao động tối đa v = L / Tr
Ở đó :
l : chiều dài của đường tàu
milliardr : là kỳ kinh của con lắc

II. Ví dụ

Ví dụ 1: Một con lắc lò xo làm cơ cấu giảm xóc. Cứ sau mỗi chu kỳ biên độ giảm 2%. Hỏi Phần năng lượng còn lại và mất đi sau mỗi chu kỳ là:

A. 96 % ; 4 % B. 99 % ; 1 % C. 6 % ; 94 % D. 96,6 % ; 3,4 %

Hướng dẫn:

Biên độ còn lại là : ANgày thứ nhất = 0,98 A

Năng lượng dư:
Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

⇒ ΔW = W – WcL = W – 0,96 W = 0,04 W ( Kl : Tổn thất điện năng tính cho 4 % )

Ví dụ 2: Một con lắc lò xo có độ cứng 50 N / m, quả nặng có khối lượng m = 50 g, đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 10 cm rồi thả tay để con lắc lò xo dao động tắt dần trên mặt sàn. .theo phương ngang với hệ số ma sát μ = 0,01. Xác định quãng đường vật đi được để dừng hẳn.

A. 10 m B. 103 m C. 100 m D. 500 m

Hướng dẫn:

Khi vật dừng hẳn thì hàng loạt cơ năng của con lắc lò xo đã cân đối bởi công của lực ma sát .

Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

Ví dụ 3: Một con lắc đơn có chiều dài l, khối lượng m được treo với gia tốc do trọng trường g. Ban đầu người ta kéo con lắc khỏi vị trí cân bằng một góc  = 0,1 rad rồi thả với vận tốc ban đầu bằng không. Trong quá trình dao động, vật luôn chịu tác dụng của lực cản không đổi bằng 1/1000 trọng lực. Khi con lắc tắt hẳn thì vật đã chuyển dịch về vị trí cân bằng bao nhiêu lần?

A. 25 lần B. 100 lần C. 50 lần D. 75 lần

Hướng dẫn:

Ta có: năng lượng ban đầu của con lắc là:
Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

Năng lượng dư của con lắc tại biên α02:
Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

Năng lượng bị mất :

Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp ánVật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án
là độ giảm của biên độ trong nửa chu kỳ.

⇒ Biên độ giảm trong một chu kì là :

Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

⇒ Số điểm dao động cho đến khi dừng hẳn là:
Vật lý lớp 12  Lý thuyết và Vở bài tập Vật lý 12 có đáp án

⇒ Số lần vật đi qua vị trí cân đối là : n = 2. N = 2,25 = 50 lần
Xem thêm những bài triết lý Vật lý lớp 12 hay :

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng đề thi miễn phí luyện thi THPT quốc gia năm Khoahoc.vietjack.com

CHỈ 250 nghìn cho mỗi khóa học, VIETJACK HỖ TRỢ COVID

Tuyển tập video hướng dẫn của những giáo viên hay nhất – TỪ 399K tại Khoahoc.vietjack.com

Tổng đài hỗ trợ đăng ký khóa học: 084 283 45 85

dao-dong-tat-dan-dao-dong-cuong-buc-dao-dong-duy-tri.jsp
Dòng lớp 12 khác

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *