CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ HỌC
Các loại dao động
Dao động: chuyển động có giới hạn, lặp lại nhiều lần quanh VTCB
Dao động tuần hoàn: lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau
Dao động điều hòa: mô tả bằng định luật sin (cos) theo thời gian
Dao động tự do: có T (hoặc f) phụ thuộc đặc tính của hệ, không phụ thuộc yếu tố bên ngoài
Thay đổi cách kích thích T, ω, f không đổi còn A, ϕ thay đổi
Dao động tắt dần: có biên độ A giảm dần theo thời gian
Nguyên nhân: dao lực cản môi trường, lực cản lớn sự tắt dần nhanh
Dao động cưỡng bức: dao động dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn
( )
ϕω
+= tHF
on
sin
+ Đặc điểm: Thời gian nhỏ đầu dao động phức tạp, sau ∆t vật dao động với f bằng f của ngoại lực
Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ ngoại lực và mối quan hệ f với f
o
Sự tự dao động: dao động không cần tác dụng của ngoại lực
Cộng hưởng cơ học: hiện tượng biên độ A của dao động cưỡng bức tăng nhanh đến cực đại khi f = f
o
Khi A = A
max
(f = f
o
) nếu tiếp tục tăng, giảm f thì A giảm xuống
Dao động điều hòa
+ Phương trình:
( )
ϕω
+=
A
x
−=
Theo chiều + Theo chiều -
Biên + Biên -
Theo chiều + Theo chiều - Theo chiều + Theo chiều -
ϕ = 0 ϕ = π
ϕ =
2
π
ϕ =
2
π
−
ϕ =
6
π
ϕ =
6
5
π
ϕ =
6
π
−
ϕ =
6
5
π
−
π
2
2
==
, tần số
m
k
f
ππ
ω
2
1
2
==
Con lắc đơn: sợi dây l đặt tại nơi có g (khi thay đổi l hoặc g thì T thay đổi)
tần số góc
l
g
=
ω
, chu kì
g
l
T
π
ω
π
2
2
==
A, vật ở vị trí biên
( )
xtsinAxva
22
ωϕωω
−=+−=
′′
==
Gia tốc biến thiên điều hòa với chu kì T và ngược pha với li độ
cực đại: a
max
= ω
2
A khi x =
±
A, vật ở vị trí biên
bằng không: a = 0 khi x = 0, vật qua VTCB
Công thức độc lập với thời gian:
( )
2222
xAv
−=
ω
Năng lượng (mỗi khi thế năng tăng thì động năng giảm và ngược lại, nhưng cơ năng bảo toàn)
( )
ϕωω
+==
tAmmvE
d
2222
( )
ϕω
+==
tkAkxE
t
222
sin
2
1
2
1
biến thiên điều hòa với chu kì T/2 (hoặc 2ω)
Thế năng
cực đại khi vật ở vị trí biên (x =
A
±
):
2
2
1
kAE
t
=
bằng không khi vật qua VTCB (x = 0)
ở li độ x bất kì
2
2
1
kxE
t
( )
222
sin
ϕω
+=
tAx
21
0
ϕϕϕ
>⇒>∆
: dao động 1 sớm pha hơn dao động 2
Độ lệch pha
21
ϕϕϕ
−=∆
21
0
ϕϕϕ
<⇒<∆
: dao động 1 trễ pha hơn dao động 2
0
=∆
ϕ
hoặc
πϕ
k2
=∆
: hai dao động cùng pha
( )
+
+
=
Lưu ý:
+
2
2
2
121
2
AAAAA
+=⇒=∆⇒⊥
π
ϕ
+
0
21
=∆⇒↑↑
ϕ
AA
hoặc
21
2 AAAk
+=⇒=∆
πϕ
+
( )
2121
2 AAAkAA