Dao động tắt dần là gì, dao động cưỡng bức, dao động duy trì

Thế nào là dao động tắt dần, dao động cưỡng bức và dao động duy trì

Tôi. Lý Thuyết-Phương Pháp Giải

Bạn Đang Xem: Dao động tắt dần là gì, dao động cưỡng bức, dao động duy trì

1. Loại dao động

• Dao động tuần hoàn: là dao động mà trạng thái dao động lặp lại sau những khoảng thời gian như nhau

• Dao động tự do: là dao động có chu kì chỉ phụ thuộc vào đặc tính bên trong của hệ

• Dao động tắt dần: Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian, tắt dần do ma sát với môi trường. Càng có nhiều ma sát thì nó biến mất càng nhanh.

• Dao động duy trì: Là dao động có biên độ không đổi theo thời gian, tại đó cung cấp thêm năng lượng để bù cho phần hao phí do ma sát thì chu kỳ của nó không thay đổi thì dao động tiếp tục mãi và gọi là dao động duy trì.

• Dao động cưỡng bức: Là dao động dưới tác dụng của ngoại lực biến đổi điều hòa f = focosΩt

– Dao động cưỡng bức là dao động điều hòa có dạng cos(t).

– 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 thuận với biên độ f0 của ngoại lực và phụ thuộc vào tần số góc của ngoại lực và lực cản của môi trường.

——Hiện tượng cộng hưởng: khi biên độ a của dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại. Người ta nói rằng cộng hưởng xảy ra.

– Khi tần số góc của ngoại lực bằng tần số góc riêng ωo của hệ dao động tắt dần thì biên độ dao động a đạt giá trị cực đại

– Điện trở càng nhỏ, âm vang càng rõ.

Phân biệt dao động duy trì và dao động cưỡng bức:

2. Bài tập dao động tắt dần cho con lắc lò xo

Bài toán: Một vật khối lượng m được gắn vào một lò xo có độ cứng k. Người ta kéo lò xo ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn a rồi thả tay ra, vật bắt đầu dao động điều hòa. Biết rằng hệ số ma sát giữa vật và mặt đất là μ

a) Tính quãng đường vật đi được cho đến khi khí dừng hẳn?

Xem Thêm: Những tấm gương tự học nổi tiếng ở Việt Nam

Khi vật dừng hẳn thì toàn bộ cơ năng của con lắc bị tiêu hao do công ma sát:

b) Biên độ giảm sau nửa chu kỳ và sau một chu kỳ

Gọi a1 là biên độ ban đầu của con lắc, a2 là biên độ sau nửa chu kỳ

Δa1 được gọi là độ giảm biên độ nửa chu kỳ.

⇒ Sau một chu kỳ thì biên độ giảm còn:

Xem Thêm : Trọn bộ bài tập thì tương lai tiếp diễn từ cơ bản đến nâng cao (đáp

c) số dao động trước khi dừng

d) Thời gian dừng

e) Tìm vận tốc khi vật đi được quãng đường s

Ta có: w = wđ + wt +am

wđ = w – wt – ams

3. Bài tập dao động tắt dần cho con lắc đơn

Một con lắc đơn có chiều dài l dao động với lực cản đều fc và biên độ góc ban đầu là α01.

a) Xác định quãng đường từ khi con lắc đi được đến khi con lắc dừng hẳn.

b) Xác định độ giảm biên độ trong một khoảng thời gian.

Ta có: Năng lượng ban đầu của con lắc đơn là:

Năng lượng còn lại của con lắc ở biên

⇒ Độ giảm biên độ trong một chu kỳ là:

c) Số lần dao động cho đến khi dừng hẳn.

Xem Thêm: Top 22 game sinh tồn hay nhất dành cho máy tính, PC, mobile

d) Thời gian tắt máy: t = n.t

e) Số lần đạt trạng thái cân bằng cho đến khi đóng cửa: n = 2.n

4. Thực hành cộng hưởng

• Điều kiện cộng hưởng: tr = tcb

Ở đâu:

tr: vòng lặp riêng

tcb: vòng lặp bắt buộc

• Công thức xác định vận tốc của đoàn tàu để con lắc dao động cực đại v = l/tr

Ở đâu:

l: chiều dài ray

tr: là một phần chu kỳ của con lắc

Xem Thêm : Cảm nhận bài thơ Ánh trăng của Nguyễn Duy. | Văn mẫu lớp 9

Hai. Ví dụ

Ví dụ 1: Một con lắc lò xo dao động tắt dần. Sau mỗi chu kì biên độ giảm 2%. Hỏi năng lượng còn lại và năng lượng đã mất đi sau mỗi chu kỳ:

A. 96%; 4% b.99%; 1 c. 6%; 94% d.96,6%; 3,4%

Mô tả:

Biên độ còn lại là: a1 = 0,98a

Năng lượng còn lại:

Xem Thêm: Libra (Thiên Bình) và những thông tin ngắn gọn bạn nên biết

⇒ Δw = w – wcl = w – 0,96w = 0,04w (kl: tổn thất năng lượng chiếm 4%)

Ví dụ 2: Một con lắc lò xo có độ cứng 50n/m, vật khối lượng m = 50g kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 10 cm rồi thả nhẹ. Cho con lắc lò xo thực hiện dao động tắt dần trên mặt sàn nằm ngang với hệ số ma sát μ = 0,01. Xác định khoảng cách mà một đối tượng có thể di chuyển đến điểm dừng hoàn toàn.

A. 10 mét b. 103 mét C. 100 mét 500 mét

Mô tả:

Khi vật dừng hẳn, toàn bộ năng lượng của con lắc cân bằng với công của ma sát.

Ví dụ 3: Một con lắc có chiều dài l và khối lượng m được treo với gia tốc trọng trường g. Ban đầu người ta kéo con lắc ra khỏi vị trí cân bằng một góc  = 0,1 radian rồi thả với vận tốc ban đầu bằng không. Trong quá trình đu đưa, con vật luôn chịu lực cản không đổi bằng 1/1000 trọng trường. Hỏi vật đã qua vị trí cân bằng bao nhiêu lần thì con lắc hết dao động?

A. 25 lần b. 100 lần c. 50 lần d. 75 lần

Mô tả:

Ta có: Năng lượng ban đầu của con lắc đơn là:

Năng lượng còn lại của con lắc ở biên α02:

Tổn thất năng lượng:

⇒ Độ giảm biên độ trong một chu kỳ là:

⇒Số lần dao động trước khi đóng cửa là:

⇒ Số lần vật qua vị trí cân bằng là: n = 2.n = 2,25 = 50 lần

Xem thêm các lớp lý thuyết vật lý lớp 12 hay khác:

• Phương pháp Lý thuyết-Giải pháp: Dao động tắt dần, Dao động cưỡng bức, Dao động duy trì

• Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì

  Giới thiệu kênh youtube vietjack

  Ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm miễn phí luyện thi THPT Quốc gia tại khoahoc.vietjack.com

  • Hơn 75.000 câu hỏi toán trắc nghiệm có đáp án
  • Hơn 50.000 câu hỏi trắc nghiệm có đáp án chi tiết
  • Gần 40.000 câu hỏi và đáp án trắc nghiệm môn Vật lý
  • Hơn 50.000 câu hỏi trắc nghiệm tiếng Anh có đáp án
  • Ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm