dao động tắt dần

TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG-ĐÀ NẴNG

BÀI 4:

Tiết 7:


KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà?
Phương trình dao động điều hoà của con lắc đơn? Giải
thích các đại lượng trong phương trình?
Câu 2: Chu kì dao động của con lắc đơn? Chu kì dao
động của nó phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Câu 3: Biểu thức tính cơ năng của con lắc đơn? Khi
con lắc đơn dao động thì thế năng và động năng của
nó biến thiên như thế nào?


Tại sao người ta không bao giờ
cho một đoàn quân đi đều bước
qua cầu hay vận động viên nhảy
cầu phải nhún nhảy tại mép của
ván cầu ...?


I. DAO ĐỘNG TẮT DẦN
II. DAO ĐỘNG DUY TRÌ
III. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
IV. HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG

I. DAO ĐỘNG TẮT DẦN
1. Thế nào là dao động tắt dần?
 Trong các bài học trước, ta đã giả thiết các con lắc dao động
khôngđộng
có tác
lựcđộng
ma sát.
lắcdần
daotheo
động với
“Dao
tắtdụng
dần của
là dao
có Khi
biênđó
độcon
giảm
tần số
riêng f0.
thời
gian.”
x
 Nhưng trong thực tế khi cho con lắc dao động thì biên độ
của nó giảm dần.
2. Giải thích
0

t

 Do ma sát của môi trường đã làm tiêu hao cơ năng của con
lắc
 Công do ma sát là công cản nên cơ năng con lắc giảm, do
đó biên độ dao động của con lắc giảm dần


3. Ứng dụng
 Dao động tắt dần được ứng dụng trong các thiết bị đóng
cửa tự động, khung giảm xóc cho ô tô...

 Phụt nhún là ứng
dụng của dao động
tắt dần, nhờ có nó
mà khi đi xe máy
qua những chỗ mấp
mô ta thấy dễ chịu
hơn


II. DAO ĐỘNG DUY TRÌ
1. Khái niệm:
 Muốn duy trì biên độ dao động không đổi của một hệ mà
không làm thay đổi chu kì riêng thì cứ sau mỗi chu kì ta
phải cung cấp thêm cho hệ một năng lượng đúng bằng
năng lượng mà hệ bị tiêu hao do ma sát trong chu kì đó.
Dao động được duy trì theo cách như vậy gọi là dao động
duy trì.
2. Phương pháp duy trì dao động cho con lắc đồng hồ
 Với loại đồng hồ cũ dùng dây cốt thì người ta lên dây cốt
để tích luỹ cho nó một thế năng. Dây cốt cung cấp năng

lượng cho con lắc thông qua cơ cấu truyền năng lượng để bù
vào phần năng lượng bị tiêu hao sau mỗi chu kì riêng của nó.
 Ngày nay người ta dùng đồng hồ điện và năng lượng được
cung cấp bằng pin.


Đồng hồ quả lắc
Cơ cấu truyền năng lượng
của đồng hồ quả lắc


III. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
1. Thế nào là dao động cưỡng bức?
“Dao động cưỡng bức là dao động dưới tác dụng của
ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn, lực này cung cấp năng
lượng tuần hoàn trong mỗi chu kì.”
2. Ví dụ
 Vận động viên nhảy cầu nhún
nhảy tại mép của ván cầu với cgu
kì bằng chu kì dao động riêng của
ván, làm cầu dao động mạnh để
tạo đà cho vận động viên nhảy lên
cao.


 Trong những ngày gió to,
tháp Ép-phen dao động với
biên độ 1m với chu kì vài
giây.

3. Đặc điểm của dao động cưỡng bức
 Dao động cưỡng bức có biên độ A không đổi và có
tần số bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức
 Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào
biên độ của lực cưỡng bức và độ chênh lệch giữa tần
số của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệ. Khi tần
số của lực cưỡng bức càng gần tần số riêng thì biên
độ dao dao động càng lớn.


IV. HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG
1. Định nghĩa
“Là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá
trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần
số riêng f0 của hệ dao động”
 Điều kiện cộng hưởng là: f = f0
 Đường cong a ứng với lực cản
môi trường nhỏ → cộng hưởng rõ
nét
 Đường cong b ứng với lực cản
môi trường lớn → cộng hưởng mờ

A

a

b

f0

f


2. Giải thích
 Khi f = fo thì hệ được cung cấp năng lượng nhịp nhàng đúng
lúc, do đó biên độ A tăng lên. Khi tốc độ tiêu hao năng lượng
do ma sát bằng tốc độ cung cấp năng lượng cho hệ thì A
không đổi và đạt giá trị cực đại.
3. Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng
a. Cộng hưởng có hại: làm gãy, vỡ, đỗ cầu, nhà cửa v. v...
b. cộng hưởng có lợi: tạo ra được biên độ dao động lớn. Ví dụ
như hộp cộng hưởng của đàn ghita, viôlon ...


CỦNG CỐ
Câu 1: Tại sao một em bé có thể đẩy được chiếc võng có
người lớn ngồi chuyển động ra rất xa?
Trả lời: Vì tần số của lực đẩy có thể bằng với tần số riêng của
chiếc đu
Câu 2: Một con lắc dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kì
biên độ dao động giảm đi 3%. Phần năng lượng dao động
của con lắc bị mất trong một dao động toàn phần là bao
nhiêu?
A. 3%
B. 9%
HD: A2 = 0.97 A1

C. 6%

D. 4,5%

W2 / W1= (A2 / A1)2 = (0,97)2 = 0,94 = 94%
Vậy năng lượng giảm đi 6%


CÂU HỎI VỀ NHÀ
Câu 1: Đặc điểm của dao động tắt dần và
nguyên nhân của nó?
Câu 2: Nêu đặc điểm của dao động cưỡng
bức và dao động duy trì?
Câu 3: Hiện tượng cộng hưởng là gì? Nêu
điều kiện để có hiện tượng cộng hưởng? Cho
ví dụ.