Chương 1:
Dao động cơ

Dao động điều hòa

Con lắc đơn

Tổng hợp dao động

Các loại dao động khác

Thế nào là dao động cơ ?

Dao động tuần hoàn: có độ phức tạp khác nhau tùy theo vật hay vật dao động, dạng đơn giản nhất là dao động điều hòa

Ví dụ: chiếc thuyền nhấp nhô tại chỗ neo, dây đàn ghita rung động, màng trống rung động,..

Phương trình dao động

v = x'= -ωAcos( ωt + φ)

a =x''= v'= −ω2A.cos(ωt+φ)

x = Acos( ωt + φ)

x: li độ dao động, là độ lệch của vật khỏi VTCB

A>0: biên độ dao động, A=xmax

ωt + φ (rad): pha dao động tại thời điểm t

φ(rad): pha ban đầu tại t = 0

Các đặc trưng dao động

Tiến về biên

a và v ngược chiều

v giảm, a tăng, x tăng, F tăng

càng gần về biên v càng chậm

Wđ giảm, Wt tăng

Qua biên

xmax+ A, Wt max= W, a max= ω2A, Fmax= k.A

vmin= 0, Wđ min=0

vận tốc đổi chiều chuyển động

Qua VTCB

vmax= ωA, Wđ max= W

x=0, Wt=0, a=0

Tiến về VTCB

a và v cùng chiều

v tăng, a giảm, x giảm, F giảm

càng gần VTCB v càng nhanh

Wđ tăng, Wt giảm

Mối liên hệ giữa chu kì tần số góc

Con lắc lò xo

Lò xo nằm ngang

Căt, ghép lò xo

công thức độc lập với thời gian

Dao động duy trì

Dao động cưỡng bức

Dao động tắt dần

Ứng dụng: Thụt xe máy, cửa tự đóng..

Khái niệm: Là dao động duy trì nhưng được cung cấp năng lượng sau mỗi chu kì nhằm giữ cho biên độ dao động của con lắc không đổi và không làm thay đổi chu kì dao động riêng của nó

Dao động con lác đồng hồ là dao động duy trì

Là dao động chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn image

Nguyên nhân: Do lực cản của ma sát ,khi lực cản càng lớn thì tắt dần càng mạnh

Định nghĩa: Dao động tắt dần là dao động có biên độ (năng lượng) giảm dần theo thời gian do tác dụng của lực ma sát.

Đặc điểm

Ví dụ: Dao động của thân xe buýt khi dừng đón khách là dao động cưỡng bức dưới tác động của ngoại lực từ piston bên trong xilanh máy nổ

Biên độ không đổi, tần số bằng tần số của lực cưỡng bức

Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng bức và độ chênh lệch giữa tần só của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệ

Khi tần số lực cưỡng bức càng gần tần số riêng thì biên độ lực cưỡng bức càng lớn

HIện tượng cộng hưởng

Điều kiện f=f0 hoặc T=T0

Độ lệch pha

Điều kiện để tổng hợp dao động

Cùng tần số

Độ lệch pha không đổi theo thời gian

Cùng phương

click to edit

Khi vật tham gia đồng thời nhiều dao động cùng tần số thì dao động của vật là dao động tổng hợp

Lò xo thẳng đứng

Thế nào là con lắc đơn

Là hiện tượng biên độ cưỡng bức tăng dần tiến đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động

Gồm 1 vật nhỏ khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn !

Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học image

Điều kiện con lắc đơn dao động đàn hồi

Bỏ qua lực cản

α0 << 10

t , pt: image image ; với: image

Năng lượng

cắt lò xo

image



ghép nối tiếp

image

ghép song song

image

image

Lực đàn hồi = Lực phục hồi

Fđh max= k.A

Fđh = k.x

Fđh min=0

Chiều dài

l =lo

lmax=lo+A

lmin=lo-A

image

Lực đàn hồi

Cực đại: Fmax= k(∆l+A)

Động năng : image

Cực tiểu: Fmin=k(∆l-A) khi ∆l>A
Fmin=0 khi ∆l<A

Thế năng: image

Lực phục hồi

Cơ năng: Nếu bỏ qua ma sát thì cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn: image image

Vận tốc và lực căng dây

Vận tốc

image


image

Lực căng dây

image

image

image

image


image

Độ lệch pha: image

image : dđ 2 trễ pha hơn dđ 1

image

image

image : dđ 2 sớm pha hơn dđ1

Phương pháp giản đồ Pre-nen

Pha ban đầu: image

image

Biên độ : image

Các trường hợp đặc biệt

2 dđ cùng pha image

2 dđ ngược pha image

2 dđ vuông pha image

image

image

image

Độ lệch pha bất kì

image

image

image

Cùng chiều gia tốc, luôn hướng về VTCB --> vật có xu hướng bị kéo về VTCB

Chiều dài

Độ biến dạng của lò xo ở VTCB image

Năng lượng tải xuống

Thế năng image

Động năng image

Động năng: image image

ω=2πf=2π/T

image

Chu kì, tần số góc:

Chu kì image

Tần số image

Tần số góc image

Một số hệ thức độc lập

image image

image

image

Chu kì, tần số góc

Chu kì image

Tần số góc image

Tần số image

image

image

image

Cấu tạo

Gồm 1 lò xo có độ cứng k

Một đầu cố định và một đầu gắn vật m

Tổng hợp nhiều dao động: x=x1+x2+...+xn

Khi α nhỏ ta có công thức gần đúng

cosα=cos2(α/2)=1-α^2/2

sinα=tanα=α