Bài giảng vật lý : Khảo sát dao động điều hòa part 4 doc

MAIN
TG : Nguyen Thanh Tuong
Hướng dẫn giải bài 2Hướng dẫn giải bài 2
2. a) Chu kỳ con lắc ở 0
o
C cho bởi công thức : T
0
= 2π
0
0
l
g

Chiều dài dây treo con lắc ở 0
o
C là : l
0
=
2
0 0
2
g .T
4π
tính được : l
0
= 0,993m
b) Khi đưa con lắc lên cao thì g giảm và chu kỳ sẽ tăng, nhưng theo giả thiết thì
chu kỳ vẫn không thay đổi ta suy ra chiều dài con lắc cũng phải giảm để cho tỉ số
l/g vẫn như cũ.
Gọi g
h

là gia tốc trọng lực ở trên cao và l
t
là chiều dài con lắc tại nơi ấy. Ta phải
có :

0 t t h
0 0 0
h
g

g g

g
l
l l
l
 
(*)
Theo công thức nở dài ta có : l
t
= l
0
(1 + λt) với λ là hệ số nở dài của dây treo
bằng kim loại.
Theo đònh luật vạn vật hấp dẫn, ta có :
2 2
h
0
g
R h 2h

1 1
g R + h R R

 
   
 
 


 
  

Thay vào (*) ta có được : t =
2h
R.
λ

tính được : t =  30
o
C

§
Khi đặt trong điện trường có vectơ cường độ nằm ngang, thì ngoài trọng lực
và lực căng dây, con lắc mang điện sẽ chòu thêm tác dụng của lực điện trường :
với q > 0 thì có cùng chiều với
Khi con lắc cân bằng, ta có :
Dây treo con lắc họp với phương thẳng đứng góc  cho bởi :
tg = = = Tính được :  = 5
o
Con lắc dao động với gia tốc trọng lực biểu kiến :

g’ = P’/m = g/cos
Chu kỳ con lắc trong điện trường là :
Tính được : T = 0,89s
Hướng dẫn giải bài 3Hướng dẫn giải bài 3
MAIN
TG : Nguyen Thanh Tuong
E
r
F q.E

r r
F
r
E
r
F P T 0
 

r r r
F
P
qE
mg
qU
mgd
.cos
T 2π 2π
g ' g
l l


 



T
F
P 
P’
§
NĂNG LƯNG TRONG DAO ĐỘNG ĐHNĂNG LƯNG TRONG DAO ĐỘNG ĐH
1. Sự biến đổi năng lượng trong quá trình dao động
Trong quá trình dao động của con lắc lò xo, luôn luôn
diễn ra hiện tượng :
khi động năng tăng thì thế năng giảm, và ngược lại.
2. Sự bảo toàn cơ năng trong dao động điều hoà
Xét con lắc lò xo dao độïng điều hoà với tần số góc  và biên độ A.
Ta có các phương trình : x = Asin( t + ) và v =  Acos( t + )

MAIN
TG : Nguyen Thanh Tuong
Động năng :
d
2 2 2 2
1 1
E mv m
ω A cos (ωt )
2 2





Thế năng :
2 2 2 2
t
1 1
E kx m A sin (
ωt )
2 2
 
 

Cơ năng của hệ :
2 2
d
t
1
E E E m
ω A const
2
  
3. Trường hợp con lắc đơn

2 2 2
0 0
1 1
E mg α mω s const
2 2
=l 

(1)

§
SỰ TỔNG HP DAO ĐỘNGSỰ TỔNG HP DAO ĐỘNG
1. Những thí dụ về sự tổng hợp dao động
2. Độ lệch pha của các dao động
Hiệu số pha giữa hai dao động là một đại lượng không đổi và bằng hiệu số pha
ban đầu. Hiệu số này được gọi là độ lệch pha  :
 = 
1
 
2
Độ lệch pha đặc trưng cho sự khác nhau giữa hai dao động cùng tần số.
3. Phương pháp giản đồ vectơ quay
Dựa vào mối quan hệ giữa dđđh và chuyển động tròn đều, ta thấy có thể dùng
một vec tơ quay để biểu diễn một dao động điều hoà.
4. Sự tổng hợp dao động điều hoà cùng phương cùng tần số
Cho hai DĐĐH : x
1
= A
1
sin(t + 
1
) v à x
2
= A
2
sin(t + 
2
)
Dao động tổng hợp có biên độ :
Pha ban đầu xác đònh bởi :

2 2
1 2 1 2 2 1
A A A 2A A cos( )
 
   
MAIN
TG : Nguyen Thanh Tuong
1 1 2 2
1 1 2 2
A sin A sin
tg
A cos A cos
 

 



(3)
(2)
(4)
§
DAO ĐỘNG CƯỢNG BỨC DAO ĐỘNG CƯỢNG BỨC –– CỘNG HƯỞNGCỘNG HƯỞNG
1. Dao động tắt dần
Một hệ có ma sát thì biên độ dao động sẽ giảm dần và dao động được gọi là dao
động tắt dần.
2. Dao động cưỡng bức
Khi có lực ngoài tuần hoàn F
n
= F

0
sin(t + ) tác dụng vào hệ thì d.động của hệ
trở thành dao động cưỡng bức. Tần số của DĐCB bằng tần số lực ngoài; biên độ
của DĐCB phụ thuộc biên độ lực ngoài và mối quan hệ giữa tần số lực ngoài với
tần số riêng f
0
của hệ.
3. Sự cộng hưởng
Khi tần số dao động cưỡng bức bằng tần số riêng f
0
của hệ.thì biên độ dao động
sẽ tăng nhanh đến một giá trò cực đại : đó là sự cộng hưởng. Tuỳ theo hệ, hiện
tượng cộng hưởng có thể gây ra ảnh hưởng tốt cũng như ảnh hưởng xấu.
4. Sự tự dao động
Sự dao động được duy trì mà không cần tác dụng của ngoại lực được gọi là sự tự
dao động. Khi này tần số và biên độ dao động của hệ vẫn được giữ nguyên.
Thí dụ : đồng hồ quả lắc.
MAIN
TG : Nguyen Thanh Tuong
(2)
§