Li thuyét co ban e Dao động điều hòa là dao động trong đó l¡ độ của vật là một hàm cosin hay sin của thời gian.. e Chu kỳ của dao động điều hòa ký hiệu là chữ T là khoảng thời gian để vậ
Trang 1HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CÔNG THỨC GIẢI TOÁN VẬT LÝ (Theo ban CB)
CHUONG I: DAO DONG CƠ
Bai 1 DAO DONG DIEU HOA
I Li thuyét co ban
e Dao động điều hòa là dao động trong đó l¡ độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian
e Phương trình dao động điều hòa có dạng: x = Acos(œt + @), trong đó:
x gọi là li độ của dao động Nó chính là tọa độ của vật trên trục tọa độ Ox
A là biên độ dao động Nó là một đại lượng luôn dương
œ là tần số góc của dao động, có đơn vỊ là rad/s
(œt+o) là pha của dao động tại thời điểm t, có đơn vị là rad
© la pha ban đầu của dao động, có đơn vị là rad
e Chu kỳ của dao động điều hòa (ký hiệu là chữ T) là khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động toàn phân Đơn vị của chu kỳ là s
e Tan sé của dao động điều hòa (ký hiệu là chữ ƒ) là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây Đơn vị của tần số là Hz
e Đồ thị của dao động điều hòa là một đường hình sin (Đồ thị của hàm cos hay hàm sỉn đều được gọi là đồ thị hình sin)
e Lực (hay hợp lực) gây ra dao động điều hòa của một vật gọi là lực kéo về Gọi là “kéo về” vì nó luôn hướng về vị trí cân băng Theo dinh luat II Niu ton ta co: Fyy = ma
Chú ý: Các đại lượng: tân số góc œ, chu kỳ T, tân số ƒ đêu đặc trưng cho một tính chất cho dao động điễu hòa Đó là: đối chiều nhanh hay chậm của dao động Nếu œ, ƒ càng lớn thì dao động đổi chiều càng nhanh
và ngược lại Nếu T càng lớn thì dao động đổi chiều càng chậm và ngược lại
Số lần đối chiêu trong một giây là: 2ƒ
Nếu x được tính bằng cm thi v dugc tinh bang cm/s va a dugc tinh bang cm/s’
2 Các đặc điểm của dao động điều hòa
e Quỹ đạo của vật trong dao động điều hòa là một đoạn thẳng có chiều dài bằng 2A
e Vectơ vận tốc (ý ) luôn hướng theo chiều chuyển động
e Vectơ gia toc (4 ) va vecto lực kéo về (F,,) luôn hướng về vị trí cân bằng
e x, v, a biến thiên điêu hòa theo thời gian với cùng tần số hay cùng chu kỳ, nhưng khác nhau về biên độ và pha ban đầu
® Vật di theo chiều đương thì v > 0 và ngược lai; vat di theo chiéu 4m thi v<0
e Gia tốc dương khi lí độ âm và ngược lại (gia tốc và li độ luôn trái dau vi: a = -@^x)
e Khi vật chuyển động từ vị trí biên vỀ vị trí cân bằng { thì:
+ vật chuyên động nhanh dần, nhưng không đều Ss
e Khi vật chuyển động từ vị trí can bang về vị trí biên thì: i>
+ vật chuyên động chậm dân, nhưng khéng déu _ A 0 a.v<0 và
+ vvà ä ngược hướng
+ v và a ngược dấu (a.v < 0)
e Khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0) thì:
+ Độ lớn vận tốc đạt giả trị cực đại |V|max = @A
GV: Đặng Văn Quyết Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 1
Trang 2+ Gia tốc bang khong (a =0) va đôi chiều
+ Lực kéo về bằng không và đổi chiều
e Ở vị trí biên (x= + A) thì:
+ Vận tốc bằng không (v =0) và đổi chiều
+ Gia tốc, lực kéo về có độ lớn đạt giá trị cực đại: |a|lmax= œ A
+ Lò xo có độ biến dạng cực đại
e Hợp lực tác dụng lên vat chi đổi chiều khi đi qua vi tri can bang
e Thời điểm mà vật đôi chiều chuyên động thì ở thời điểm đó lực kéo về (hoặc a) có độ lớn cực đại
® Trong một chu kỳ thì vật sẽ đi qua vị trí có l¡ độ x (trừ hai vị trí biên) hai lần, còn vật đi qua vị trí biên một lần
3 Quan hệ về pha
e Phương trình các đại lượng
Li dé: x = A cos(œt + @)
Van t6c: v =—@Asin(wt + 0) = @A cox +0+ 4
Gia t6c: a =—w’A cos(wt + 9) = w Acos(wt + 9+)
e Kết luận: Vận tốc sớm pha hơn l độ một góc z2, nhưng trễ pha hơn gia tốc góc 1/2
( Để dễ nhớ, ta nhớ theo quy luật: x - v- a Nghĩa là x chậm pha hơn v góc 1⁄2, v chậm pha hơn a góc z⁄2 và cuối cùng thì x chậm pha hơn a góc 7)
e Lực kéo về và gia tốc biến đôi cùng pha: Fxy = ma
e Li độ và gia tốc luôn ngược pha nhau
4 Đồ thị biếu diễn:
x = Acos(at + 0) v=Acos(wt +@+~)
@ x, v, a, Fy, theo thời gian là đường hình sỉn 2
a = @ˆA cos(@f + @+ 7) F,, =mw’A cos(wt + 9+ 7)
5 Liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều
e ĐiểmP dao động điều hòa trên một đoạn thắng luôn luôn có thê coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thắng đó
e So sánh các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hòa và chuyên động tròn đều
Quỹ đạo |
- Quy dao là một đường tron - Quy dao là một đoạn thăng
- Đường kính quỹ đạo bằng 2A - Chiều đài quỹ đạo băng 2A
Cac dai lượng đặc trưng
- Liên hệ: œ = 2xfE2z/T - Liên hệ: œ = 2fE2x/T
GV: Đặng Văn Quyết Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 2
Trang 3HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CƠNG THỨC GIẢI TỐN VẬT LÝ (Theo ban CB)
Phương trình xác định vị trí của vát
- Chiêu dương của chuyên động trịn đêu luơn chọn ngược chiêu
kim dong ho
- Chiều dương của dao động điều hịa tùy thuộc vào người giải bài
tập tự quy ước hoặc đề bài đã quy ước trước
- Trong chuyển động trịn đều thì điểm M khơng đổi chiều, cịn
trong dao động điều hịa thì điểm P đối chiều khi mỗi lần đến biên
- Khi điểm M chuyên động được một vịng thì điểm P thực hiện
được một dao động tồn phân
- Tọa độ gĩc của điểm M (œ= @+øt) luơn bằng pha của dao động
điều hịa của điểm P
- Ung với một vị trí của điểm P (trừ hai vị trí biên) trên trục Ox, ta cĩ thể tìm được hai vị trí M và M' trên đường trịn Vị trí của điểm M ứng với điểm P đang chuyển động theo một chiều nào đĩ, vị trí của điểm M? ứng với điểm P đang chuyển động theo chiều ngược lại
- Ung với một điểm M trên đường trịn ta chỉ cĩ duy nhất một điểm P trên trục Ox, và dựa vào vị trí của điểm M ta xác định được chiều chuyển động của điểm P
- Nếu điểm M đang ở trên nửa đường trịn phía trên (đối với trục Ox) thì điểm P đang chuyên động theo chiều âm và ngược lại: nếu điểm M đang ở trên nửa đường trịn phía dưới thì điểm P đang chuyển động theo
chiều đương
- Tĩm lại, nếu biết vị trí của điểm M trên đường trịn thì ta cĩ thể xác định được rạng thái chuyển động (vị trí và chiều cd) cua diém P Ngược lại, nếu biết trạng thái chuyển động của điểm P thì ta xác định được vị trí của điểm M trên đường trịn
- Gĩc quay của bán kính nối tâm với điểm M trong khoảng thời gian At ta gọi là gĩc quét
- Gĩc quét trong khoảng thời gian At luơn tỉ lệ thuận với thời gian At: Aøœ=œAt
- Để tìm khoảng thời gian At trong dao động điều hịa thi ta chỉ cần xác định gĩc quét Ao
6 Quãng đường đi được trong dao động điều hịa
® Quãng đường đi trong
+ 1 chu kỳ luơn băng 4A
+ 1/2 chu kỳ luơn bằng 2A
+ 1⁄4 chu kỳ chỉ băng A khi vật đi từ vị #rí cân bằng đến vị trí biên hoặc ngược lại
eTính quãng đường vật đi được từ thời điểm t¡ đến to
Bước 1: Xét tỉ số: aot =n (phần nguyên)+ p (phần lẽ), với 0< p <1
Phân tích: ta - ti= nT + At (n eN; 0 < At < T) ( xác định số dao động tồn phần n )
Ta xác định quãng đường tơng cộng là S = Si+ S2
S¡ là quãng đường đi trong trong thời gian n lần chu kì T; Si= 4nA
S2 la quãng đường đi trong thời gian At
Bước 2: Tính S›
Các trường hợp xảy ra:
- Trường hợp 1: At=0 = Š5z=0—> S=4nA
- Trường hợp 2: At= T/2—> 5z =2A > S=4nA +2A
- Trường hợp 3: At khơng thuộc hai trường hợp trên
Thay các giá trị cua ti va t2 vào phương trình của li độ và vận tốc để xác định vị trí và hướng của chuyển
động tại hai thời điểm †¡ và tạ
x, =Acos(wt, + 9) > Vị trí của điểm M, X; = Acos(@t, + @) >> Vị trí của M,
v, =-oAsin(ot, + o) > Hướng chuyển động Vv, =—@A sm(œt; + @) > Hướng c/ä
Vẽ trục Ox và biểu diễn các điểm M¡ và M; và chiều chuyển động của chúng Từ đĩ, vẽ được quỹ đạo quãng đường chuyến động từ thời điểm t¡ đến tạ Dựa vào hình vẽ để suy ra kết quả
GV: Đặng Văn Quyết Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 3
Trang 4Một số trường hợp khi ta biểu diễn M; và M› lên trục
Dâu của v Biểu diễn xị và x¿ trên trục (giả sử xạ>xị >0) Quãng đường (S›)
Bước 1 Xác định góc quét: Áo = 360
eBài toán tính quãng đường lớn nhất và nhồ nhất vật đi được trong khoảng thời gian At > T/2
Bước 1 Tách At= n+ At' trong đóncN”;0< At< = Trong thời gian n._ quãng đường luôn là 2nA Bước 2 Tính quãng đường s lớn nhất, nhỏ nhất trong thời gian At? (tính như trên)
Quang duong can tinh la: s = 2nA+ sy
Quang duong lon nhat va nhé nhat trong cac truong hợp đặc biệt
At =— Ag =240 Sax = 3A Sin = A(4— V3)
GV: Đặng Văn Quyết Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 4
Trang 5
HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CÔNG THỨC GIẢI TOÁN VẬT LÝ (Theo ban CB)
5 Tốc độ và vận tốc trong dao động điều hòa
Ta quy ước ký hiệu tốc độ bằng chữ “*V”, để phân biệt với vận tốc “*v”
= A đường đi đượ Theo định nghĩa đốc độ frung bình trên đoạn đường As: V = š (quãng đường đi được)
At (thời gian chuyển động)
Ax (độ dời)
At (thời gian thực hiện độ dời)
e Vat dat toc độ cực đại khi đi qua vị trí cân bằng: Vmax = WA
® Vật dat toc độ cực tiêu khi ở vị trí biên (x = +A): Vimin =0
e Vat dat van toc CỰC đại khi di qua vi tri can bang theo chiêu dương: Vmạx = @A
® Vật đạt ván toc cực tiêu khi đi qua vị trí cần băng theo chiêu 4m: Vmin = -@A
e x và v biên thiên vuông pha nên: —_ +—— => —- + ;=l= stats)
e v và a biến thiên vuông pha nên: VY 4% =l>——+——=I= (wA) =v +
vn a, (@AY @AY
e Liên hệ giữa gia tốc và li độ:
8 Năng lượng trong dao động điêu hòa:
e Dộng năng: |W, = 2v) = _ moŸA? sin*(wt + @)
Trang 6
e Cơ năng:|W = W¿ + W, = 2 moŸA?
Chú ý: ® Động năng và thể năng biến thiên tuần hoàn mà không điều hòa
Tại vì: một đại lượng X được gọi là biến thiên điều hòa khi nó thỏa mãn phương trình vi phân X” +@°X=0 (Định nghĩa cia SGV vật lý 12 CB).Theo định nghĩa trên thì động năng hoặc thế năng không biến thiên điều hòa mà chỉ tuần hoàn
® Khi động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại
® Động năng cực đại bằng thế năng cực đại và bằng cơ năng
e Nếu dao động điều hoà có tần số góc là œ, tần số ƒ, chu kỳ T thì động năng và thế năng biến thiên với tần
Vậy: Khoảng thời gian giữa hai lan lién tiép dong nang bang thé nang la T/4
Ta có thể tìm ra kết quả như trên bằng cách sau:
Như ta đã biết vị trí mà động năng bằng thế năng là: x = tr Như vậy, có
hai vị trí P và P; trên trục Ox mà động năng bằng thế năng Ứng với hai vị trí
này, có 4 diém Mi, Mo, M3 va Mg trén duong tron Bồn diém nay chia duong
tròn thành 4 cung có độ dài bằng nhau Góc quét của bán kính vectơ từ điểm
Aa
Aa 5 _ 90T T
3600 360 4
e Động năng và thế năng trung bình trong thời gian n1/2
+ Hàm số y = sinx hoặc y =cosx là hàm tuần hoàn và trong một nửa chu kỳ nào đó, nó nhận gia tri tw -1 đến
0 Nửa chu kỳ c‹ còn lại, nó nhận giá trị từ 0 đến +1 Do đó, nếu tính trung bình trong một chu kỳ thì giá trị của
Trang 7HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CÔNG THỨC GIẢI TOÁN VẬT LÝ (Theo ban CB)
+ Các đại lượng biến thiên điều hòa là các đại lượng biến thiên theo 2 hàm số trên, nên giá trị trung bình của
nó trong một chu kỳ bằng 0 Các đại lugng x, Vv, a, Fry đều biến thiên điều hòa nên giá trị của bình của các đại lượng đó trong một chu kỳ luôn bằng 0
+ Động năng và thế năng là những đại lượng biến thiên tuần hoàn mà không điều hòa nên giá trị trung bình của nó trong một chu kỳ khác không
+ Ta có biểu thức tính fone năng trung bình trong một chu kỳ là:
W, = Wcos’(at + @) =— = W + Weos(at +29) =—W
Tương tự ta cũng có thể tính thế năng trung bình như trên
Vậy động năng và thê năng trung bình trong nT/2 là = = amø Aˆ (với neN, T là chu kỳ dao động của x)
9 Phương trình dao động của một con lắc có dạng: x = asin(œt+@)+bcos(@f+o)
Dao động đó có biên độ: |A = va” +bf
10 Khi vật có li độ x; thì vận tốc là vị, nếu vật có li độ là x¿ thì vận tốc là v; Hãy tính œ và A
11 Khoảng thời gian ngắn nhất đề vật đi từ vị trí có li d6 x, dén x,
cosa, = ` —>d, chỉ lấy nghiệm e lo: 180° |
COSO„ = 2 +> a, chilay nghiém ¢ lo; 180° |
(hoặc ngược lai)
Từ x= 0 đến x= A (hoặc ngược lại) cos0¡ =0 —> ¡ =90 _ _an0 COSO2 =1 —> 0; =0 _ —n0 90 0 qT 4
GV: Đặng Văn Quyết Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 7
Trang 8Tu x = — dénx Ừx 5 đên x 13 = —= cos, =~ > 1 60° cos: _v2 — tp =4s0 150 T
Tu x 2 đên x 2 COSO@1 =5 — 91 =1200 COSQ2 = — (02 =3(° 90° z
12 Các bước lập phương trình dao động dao động điêu hoà:
Bước 1 Tính œ
Bước 2 Tinh A
Bước 3 Tính dựa vào điều kiện đầu
Người ta thường cho điều kiện ban đầu theo một trong các các sau
Cách thứ nhất Cho vị tri (x = xo) và chiều chuyển động (v dương hay âm) ở thời điểm t = 0 Khi đó ta giải
` xX woe ety eg Ấ am TA A kK k TA
phương trình cosọ = " , Giải ra ta được hai giá trị của @ Nêu v>0 thì lây nghiệm âm, nêu v<0 lây nghiệm dương
Cách thứ hai Cho vị trí (x = xạ) và vận tốc (v = vọ) ở thời điểm t = tọ Nếu đề bài cho theo cách này, thường
chưa cho biên độ A
Cách thứ ba Cho vận tốc (v = vo) va gia tốc (a = ao) ở thời điểm t = to Néu dé bài cho theo cách nay,
thường chưa cho biên độ A
Vv,
Khi đó ta giải hệ: › > > Tìm một lúc được cả @ và A
sin © Một số trường hợp thường sặp về điều kiện đầu
Vi tri và chiên chuyên động lúc t=t Pha ban dau
13 Một vật dao động điều hòa có phương trình x= Acos(œf + @) kế từ lúc t=tu vật đi qua vị trí có li độ
X= xị¡ lần thứ n vào thời điểm nào?
e Cách 1
- Giải phương trình lượng giác cos(@t+@) = x/A, lẫy các nghiệm của t (Với t > tạ => phạm vỉ giá trị của k )
- Liệt kê n nghiệm đầu tiên (thường n nhỏ)
- Thời điểm thứ n chính là giá trị lớn thứ n
e Cách 2
GV: Đặng Văn Quyết Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 8
Trang 9HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CÔNG THỨC GIẢI TOÁN VẬT LÝ (Theo ban CB)
x, =Acos(wt, + ©) => Pạ( VỊ trí ứng với thời điểm tạ)
Vạ = —@A sin(œ†¿ + @) => Chiều chuyển động của vật
- Vẽ đường tròn có tâm tại O có bán kính bằng A
- Ứng với điểm Pọ trên trục Ox và chiều chuyên động của nó ta biểu diễn được một điểm Mụ duy nhất trên đường tròn
- Ứng với điểm P\ (có li độ x¡) trên trục Ox ta biểu điễn được hai điêm M¡ và M; trên đường tròn
e Trường hợp 1: n= 2k (k là số nguyên)
Gọi At là khoảng thời gian để vật đi từ vị trí có li độ x = xọ đến vị trí có li độ x = xị lần thứ 2
Dựa vào góc quét Aơ để xác định At
Bước 1 Giải phương trình lượng giác được các nghiệm
Bước 2 Từ tị <t < tạ — Phạm vi giá trị của (Với k © Z)
Bước 3 Tổng số giá trị của k chính là số lần vật đi qua vị trí đó
Trong n chu ky vật đi qua vi xo 2n lan (x, #4 A)
Bước 2 Xét xem trong khoảng thời gian At còn lại, vật di qua vi tri xo bao nhiều lần (chỉ có 0;1 hoặc 2 lần)
- Thay t = tị vào phương trình li độ và phương trình van toc:
Xị = A cos(@t + @)— vị trí của P,
3 " „ = Vị trícủaM, trên đường tròn
_ = —œ“Asin (wt + ọ) => Chiêu chuyển động
- Tính góc quét: Aœ = 2z.p hoặc Aœ = œ.At Dựa vào góc quét ta xác định được trong khoảng thời gian At con
lại vật đi qua vị trí xo bao nhiêu lần
15 Các bước giải bài toán tìm lỉ độ dao động sau thời điểm t một khoảng thời gian At Biết tại thời diém t vat c6 li dO x = xo
Bước 1 Từ phương trình đao động điều hoà: x = Acos(œt + @) cho x = Xo Lay nghiém wt + @ = +0 voi O<a<az
Bước 2 Li độ và vận tốc dao động sau thời điểm đó At giây là
x= A cos(œ(t + At) + 0) = Acos(wAt + a)
Chú ý:
© Trường hợp không tìm được góc œ vì không rơi vào các góc đặc biệt thì ta làm nhu sau:
ta có: cos(@t + @) = = và sin(@t +) = +, lI — Coy
Li độ của vật sau thời điểm t là:
GV: Đặng Văn Quyết Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 9
Trang 10x= A cos(œ(t +At)+ p)= A[cos(at + ©) cos@At — sin(wt + @)sin(@At)] = A nN cos@At F , fl ¬ “9)” sin oss
e Nếu đề bài tìm li độ dao động trước thời điểm t một khoảng thời gian At Biết tại thời điểm t vật có li độ x
= xo thì làm tương tự như trên ta cũng có kết quả: x = Acos(a(t — At)+ ọ) = Acos(—wAt + a)
16 Tìm khoảng thời gian trong một chu kỳ để một đại lượng biến thiên điều hòa (x, v, a, F) không vượt quá một giá trị nào đó Ộ
Gia sử một đại lượng biên thiên điêu hòa có phương trình y = yocos(œt+o) Tìm khoảng thời gian trong một
chu kỳ để y < y, ( với lyi|< yụ)
Bước I: Vẽ đường tron và xác định góc quét
Giả sử một đại lượng biến thiên điều hòa có phương trình y =
yocos(œt+o) Tìm khoảng thời gian trong một chu kỳ đê độ lớn của y
không vượt quá yi (|y| <yi, với 0< yi < yo)
Bước I: Vẽ đường tròn và xác định góc quét
e Biết cơ năng và khối lượng: W = 2 me?A? => = 2/2” = |r = 2nA, [—-
e Biết độ biến dạng của lò xo khi treo thăng đứng:
GV: Đặng Van Quyét Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 10
Trang 11HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CÔNG THỨC GIẢI TOÁN VẬT LÝ (Theo ban CB)
mẹ =k|A|= Tt = BẮ =, 2y Ít ~2n lA/| k E k g _ Ír=2„ |A4 g
e Biết độ biến dạng của lò xo khi vat nam trén mat phang nghiéng cd géc nghiéng a:
mg sin o = k\A¢| => Ae = 2m) =n 4 T=2n _JA_
lu ma mo x > (F,, Dax mo’ A > @ mA - " (F,, Yan
e Biét van 6 li d6 xọ có vận tôc vọ và biên độ:
Biét chu ky cla déng nang hoc thé nang 1a ToT = 2T,
e Biết khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp động năng bằng thế năng là At:
© Hai lò xo có độ cứng là kị và ky Treo vat nang lần lượt vào mỗi lò xo thì chu ky dao động tương ứng là Tì
và Tạ Ghép nổi fiếp 2 lò xo và treo vật nặng đó vào thì chu kỳ dao động của con lắc mới này là bao nhiêu?
e Gan lò xo k vào vật khối lượng mị được chu kỳ T¡, vào vật khối lượng mạ được T›, vào vật khối lượng
mị +ma¿ được chu kỳ T, vào vật khôi lượng |mị — mạ | được chu kỳ T”
Chứ ý:Một lò xo có độ cứng k, chiều dai / duge cat thanh cac 16 xo cé d6 ctmg ki, ko, va chiéu dai tuong
ứng là £, f›, thì có: k£ = kị#¡ = key = .Néu cat thành n phan bang nhau thi: k¢ =k,é, =k, £ — k, =nk
Trang 123 Chiều dài của con lắc lò xo treo thắng đứng Gọi #¿ là chiều dài tự nhiên
e Chiều đài lò xo tại VTCB: |#¿„ =¿ + A/
e Chiều dài cực tiểu (khi vật ở vị trí cao nhất): |#„„ =#ạ +A#— A
e Chiều dài cực đại (khi vật ở vị trí thấp nhất): |/„„ =2 + A#+A
4 Lực kéo về hay lực hồi phục F= -mw'x ,
Đặc điêm: ® Là lực gây ra chuyên động có gia tôc cho vật
e Luôn hướng về VTCB
e Biên thién diéu hoa cung tan s6 voi li d6
@ Véi con lắc lò xo nam ngang thi F,, = F,, , voi con lắc lò xo thắng đứng thì: E_ + F,
5 Lực đàn hồi của lò xo
e Có độ lớn Fạ =k| A2 |l(A£ là độ biến dạng của lò xo)
e Với CLLX nằm ngang lực đàn hồi có độ lớn: |F„ = kÌx|
* Nếu A > A£ >|(F„)„„ = 0| đúc vật đi qua vị trí lò xo Ỷ
không biến dạng)
6 Thời gian nén và giãn của lò xo treo thang dung trong một chu kỳ
+ Thời gian nén của lò xo trong một chu kỳ là thời gian để vật đi từ điểm H đến Q, rồi từ Q quay trở lại H Tương ứng với chuyển động tròn đều, ta xác định được góc quét MON
+ Thời gian giãn của lò xo trong một chu kỳ là thời gian để vật đi từ điểm H đến P, rồi từ P quay trở lại H
Bước 1: Xác định góc quét
- Tinh Af
- Tinh géc A@nén bang cong thire:
Now Mo A => AP nen Rep „ )
Bước 2: Thời gian nén của lò xo trong 1 chu kì
At,,, = Đưa T nén 360
e Thời gian lò xo giãn
Bước 1: Xác định góc quét
- Tính góc quét: Ao,iaa = 360° - AQnen
Trang 13HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CÔNG THỨC GIẢI TOÁN VẬT LÝ (Theo ban CB)
e Phương trình gia tỐc: a = v' = -œ sọcos(œt + @)
Chú ý: Diéu kién dao déng diéu hod: Bé qua ma sat, luc can va a << 1 rad (sinag ~ag) hay Sy << 1
e Tại cùng một nơi con lắc đơn chiều dài †¡ có chu ky Ti, con lắc đơn chiều dài †; có chu kỳ T›, con lắc
đơn chiều dài f¡ + f; có chu kỳ T, con lắc đơn chiều dài |t; - fz| có chu kỳ T°
Te =n? bagel gph pag “2 =174+T2 >|T =,/T? +7;
Pe phụ này đã làm thay đối chu kỳ dao động của nó Khi đó, hợp lực P'=P+F đóng vai trò như trọng lực
P Hợp lực P' này được gọi là trọng lực hiệu dựng hay trong lực biểu kiến
Khi đó đại lượng: g'= gø + F gọi là gia tốc trọng trường hiệu dựng hay gia tốc trọng trường biểu kiến
Như vậy, để xác định được chu kỳ dao động của vật thì ta cần xác định được g`
> Fd phương thắng đứng chiều từ trên xuéng (F TT 8) Khi đó, từ: g'= 3+
Trang 14Ghỉ nhớ: Để xác định được g' thì ta can biét được 2 yếu fô của lực phụ
Một là: Hướng của lực phụ (bao gỗm phương và chiên)
® Chuyên động chậm dan đều atly
> Luc day Acsimét: Luc day Acsimét F, cé:
Huéng : Lu6n luén huéng lén trén(F, TY g)
D: là khối lượng riêng của chất lỏng hay chất khí (kg/m”)
Độ lớn : F, = DgV Trong đó : 4 V : là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng hay chất khí đó (m”)
g:là gia tốc rơi tự do (m/s”) Chu kỳ của con lắc đơn trong các trường hợp đặc biệt
Trang 15
HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CÔNG THỨC GIẢI TOÁN VẬT LÝ (Theo ban CB)
(tương đương với đi xuông nhanh g=g+L#l=g-a
Trong không khí gi=g-—=g-——=8g-—8 m m D
Xe chuyên động theo phương _§&
4 Lực kéo về: |F =—mgơ = -mg”
Lưu ý: ® Với con lắc đơn lực kéo về tỉ lệ thuận với khối lượng
® Với con lắc 16 xo nam ngang lực kéo về không phụ thuộc vào khối lượng
7, Biến thiên chu kỳ của con lắc đơn theo nhiệt độ
Công thức tính gần đúng: |(I + œ)* = 1+ nơ | với ơ rất nhỏ („<<1)
Ở nhiệt độ tị: £¡ —>T¡, Ở nhiệt độ tạ: tạ —Tạ khi đó ta có: f¿ = £¡(1+ơAt) với ơ là hệ số nở dài
Trang 169 Bài toán về đồng hồ quả lắc
Gọi Tọ là chu kì dao động của con lắc khi đồng hồ chạy đúng, vì một lý do nào đó (thay đổi vị trí đặt đồng
hỗ, nhiệt độ môi trường thay đôi) chu kì dao động của con lắc thay đôi (Tz To) Khi đó, xảy ra 2 trường hợp: Trường hợp 1: T>To = AT >0 => đồng hồ chạy chậm
> Truong hop 2: T<Typ) => AT<0> đông hô chạy nhanh
Trong một Tọ (s), đông hô chạy nhanh AT (s)
10 Con lac tring phing
Con lắc thứ nhất có chu kì Ti, con lắc thứ 2 có chu kì Tạ
Hai con lắc gọi là ràng phùng khi chúng đồng thời đi qua một vị trí xác định theo cùng một chiều
Gia su: vi tri tring phung la diém M, T2 >T) va con lắc thứ nhất thực hiện được n dao động thì trùng phùng Sau khoảng thời gian T\, kể từ khi trùng phùng lần thứ nhất, con lắc thứ nhất đến M Con lắc thứ 2 đến M chậm hơn một khoảng thời gian: Tạ-T¡ Hay nói cách khác, sau một dao động toàn phần của con lắc thứ nhất, con lắc thứ 2 cần thêm một khoảng thời gian Tạ-Tì để đến điểm M Vậy sau n dao động của con lắc thứ nhất, con lắc thứ 2 cần thêm một khoảng thời gian là n(T;-T) để đến điểm M Sau n lần đao động của con lắc thứ nhất, con lắc thứ 2 cũng phải đến điểm M vào cùng một thời điểm nên ta c6: n(T2-T)) =T2
>n= T — khoảng thời gian giữa hai lần trùng phùng là At = n.T, = aa
Tương tự cho trường hợp T› <T) ta được: Atr=n.T = ToT
1 2
Tóm lại, khoảng thời gian giữa hai lân trùng phùng liên tiếp 1a: | At = i T |
e Vn téc khi vat 6 vi tria: v* = 2gl(cosa — cosa)
® Lực căng sợi dây: Tc = mg(3cosơ — 2cos0o)
Lực căng sợi dây cực dai: T,, =mg(3—2cosa,)
GV: Đặng Van Quyét Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 16
Trang 17HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CÔNG THỨC GIẢI TOÁN VẬT LÝ (Theo ban CB)
Lực căng cực tiêu: T_ = mg cosơa
Lưu ý: ® Các công thức này áp dụng đúng cho cả khi œọ có giá trị lớn
® Khi con lắc đơn dao động điều hoà (sinơo ~ơo) thì:
W=_ mglag: v = gl(œi —œ”) (đã có ở trên)
Là dao động có biên độ giảm | Là dao động được duy trì | Là dao động chịu tác dụng của một dần theo thời gian bằng cách giữ cho biên độ | ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn
thay đôi chu kỳ dao động riêng
- Cơ năng và biên độ giảm | - Có biên độ và tân sô không | - Có biên độ không đôi và có tân sô
dần theo thời gian đôi bằng tần số của ngoại lực cưỡng
- Dao động tắt dần càng | - Tần số của đao động duy trì | bức
Đặc nhanh nếu môi trường các bằng tần số dao động riêng - Có biên độ phụ thuộc vào biên độ
bức và tân số riêng
- Biên độ đạt cực đại khi f = ío (hiện tượng cộng hưởng)
Ứng | - Các thiết bị cữa tự động Chê tạo đông hô quả lắc - Dược ứng dụng làm hộp đàn ghita,
Chú ý
vào cách kích thích ban đầu ® Dao động /ự đo là dao động mà tần số của hệ chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ, không phụ thuộc
® Dao động /đ/ dán có thê coi la dao dong tw do, neu ta coi môi trường tạo nên lực cản cũng thuộc
® Dao động của người đánh đu không phải là dao động duy trì mà thuộc một loại đặc biệt, gọi là dao
động thông số (có thông số của hệ biến đổi theo thời gian)
2 Hiện tượng cộng hưởng
Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng dần lên đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tan số riêng của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng: f=f Ộ
Chư ý: Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào pha ban đâu của ngoại lực cưỡng bức
II Các công thức toán
Một con lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ ban đầu là A, hệ số ma sát u
Cơ năng ban đầu: W = -kA?
GV: Đặng Văn Quyết Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 17
Trang 18on ge t7 DI^ ga qs qh ae Ld l
Cơ năng sau khi vật đi sang vị trí biên bên kia lan thu nhat: W, = 5 KAI
Độ biến thiên cơ năng bằng công của lực ma sát nên: W,-W=Ặ)
W,~W=-E„(A+A,)= -kÁ —kAj =umg(A +A,)= A-A, =
Bài 5 TÔNG HỢP DAO ĐỘNG
1 Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số xị = Aico0s(@f + @¡) Va xX: = A;€0s(@f + @;) được một dao động điều hoà cùng phương cùng tần số x = Acos(@t + @)
e Nếu Ao = 2kz thì 2 đao động này gọi là cùng pha
e Nếu Ag = (2k+1)z thi 2 dao động này gọi là ngược phạ
e Nếu Ao = (k+1/2}z thì 2 dao động này gọi là vuông phạ
Nhận xét:
@ Néu: A= A, +A, thita kết luận duoc x; va x cùng pha và ngược lạị
@Nếu A =|A; - A;| thì ta kết luận được x; và xạ ngược pha và ngược lạị
@Nếu Ả = Ả + A7 thì ta kết luận được xị và xạ vuông pha và ngược lạị
GV: Đặng Van Quyét Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 18
Trang 19HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CÔNG THỨC GIẢI TOÁN VẬT LÝ (Theo ban CB)
@ Biên độ dao động tông hợp luôn thỏa mãn điều kiện: |A; - Az| <A < Ai + A¿
@ Nếu xị, xạ thỏa mãn điều kiện: x;=kx; | với k < 0 thì x; và x; ngược pha 1 Vey Gens P
2 Khi biết một dao động thành phần xị = A¡cos(œt + @¡) và dao động tổng hợp x = Acos(at + ¢) thi
dao động thành phân con lai IA x, = A,cos(at + @2)
3 Nếu một vật tham gia đồng thời nhiêu dao động điều hoà cùng phương cùng tân số
Xị = Aicos(œt + @; xạ = A;cos(@t + œ;) thì đao động tông hợp cũng là dao động điều hoà cùng phương cùng tần số x = Acos(œf + @)
Chiếu lên trục Ox và trục Oy L Ox
Ta được: 4 ” a *1 a Po =>A= [A2 +A‘ và |tan ==—*
Chủ ý: khi tìm » ta dugc dang » = a+ ka voi tana = A,/A, Dua vao dẫu của Ax và Ay để xác định chăng hạn với A„> 0 và Ay > 0 thì khi biêu diễn trên hệ trục tọa độ ta suy ra được c[0;7/ 2]
CHƯƠNG II: SÓNG CƠ
Bài 7 SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYEN SONG CO
I Ly thuyét
1 Định nghĩa: Sóng cơ là dao động lan truyền trong một môi trường
2 Phần loại: Chia thành hai loại
+ Sóng ngang: các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng
+ Sóng đọc: các phân tử của môi trường dao động theo phương truyền sóng
Chú ý:
® Sóng cơ không truyền được trong chẩn không
® Sóng truyền trong nước không phải là sóng ngang LÍ thuyết cho thấy rằng, các môi trường lỏng
và khí chỉ có thể truyền sóng dọc và chỉ các môi trường rắn mới truyền được cá sóng dọc và sóng ngang Sóng mặt nước là một trường hợp đặc biệt: Do có sức căng mặt ngoài lớn, nên mặt nước có tác dụng như một màng cao su, và do đó, cũng, truyền được sóng ngang
® Sóng dọc truyền được trong cả chất khí, chất lỏng và chất rắn
® Khi sóng lan truyền, các phần tử vật chất chỉ dao động tại chỗ mà không chuyển đời theo sóng
3 Các đặc trưng của một sóng hình sỉn:
® Biên độ sóng A: là biên độ dao động của một phan tử của môi trường
e Chu kỳ của sóng T: là chu kỳ đao động của một phần tử của môi trường
e Tốc độ truyền sóng v: là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường
e Bước sóng ^: là quãng đường sóng truyền được trong một chu ki
© Năng lượng sóng: là năng lượng dao động của các phan tir của môi trường có sóng truyền qua
Chú ý: Tốc độ truyền sóng chỉ phụ thuộc vào môi trường truyền sóng và nhiệt độ của môi trường Đối với một môi trường thì tốc độ truyền sóng là không đôi
II Các công thức giải toán
Tại điểm O: uạ= Acosœt
Tại điệm M cách O một đoạn x trên phương truyện sóng
GV: Đặng Van Quyét Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 19
Trang 20` ` t
Sóng truyền theo chiêu duong cua truc Ox thi uy = Acos a(t - *) = Acos an = — x
V
t Song truyén theo chiéu 4m truc Ox thi uy = Acos w(t +— = Acos 2+! 4
Chú ý:
® Phương trình sóng vừa tuần hoàn theo thời gian, vừa tuần hoàn theo không gian
® Khác hiện tượng dao thoa, sóng ở đây là sóng chạy (tức là các đỉnh sóng lan truyền trong không gian với vận tốc bằng tốc độ của sóng) Koảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp là ^
® Trên cùng một phương truyền sóng (với sóng truyền theo chiều đương) thì phần tử nào ở càng xa nguồn sóng thì càng chậm pha
3 Độ lệch pha giữa hai điểm cách nguồn một khoảng xị, x;
Chú ý: Đơn vị của x, xị, x;, A va v phai twong ung voi nhau
4 Trong hiện tượng truyên sóng trên sợi dây, dây được kích thích dao động bởi nam châm điện với tần số dòng điện là f thì tần số dao động của dây là 2f
Bài 8 GIAO THOA SÓNG
I Lý thuyết
1 Định nghĩa: Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ôn định gọi là hiện tượng giao thoa của hai sóng
2 Điều kiện giao thoa
Để có hiện tượng giao thoa thì hai sóng phải:
® Dao động cùng phương cùng tan số
e Có hiệu số pha không đổi theo thời gian
Hai sóng thỏa mãn 2 điều kiện trên gọi là hai sóng kết hợp
II Các công thức giải toán
1 Phương trình song tai M
Giao thoa cua hai song phat ra từ hai nguồn sóng kết hợp S¡, S; cách nhau một khoảng L:
Xét điểm M cách hai nguôn lần lượt dị, d;
Giá sử phương trình sóng tại 2 nguồn u, = Acos(2f + @,)và u; = Acos(2rf + ọ,)
Phương trình sóng tại M đo hai sóng từ hai nguồn truyền tới:
Uiu Acos 2ml +@— anit) va Uy = Acog 2nt + ®, — an
- Phương trình giao thoa sóng tại M: uy = Um † U2M
uy =2A cos 4d, =d,)_ Ao co| 2n£+ M+, nd, m=
Vậy, có thể coi dao động tại điểm M có phương trình sóng là:
Uy =Ay co| 2n +21 oo _4 + #2) voi Ap = 92 - ỌỊ
- Trong đó: biên độ dao động tại M 1a:|A,, =2A
cos =) — #Ì , như vậy tại điểm M biên độ có giá
trị cực đại là 2A, và có giá trị cực tiểu là 0
2 Vị trí các điểm dao động với biên độ cực đại và cực tiểu
GV: Đặng Van Quyét Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 20
Trang 21HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CÔNG THỨC GIẢI TOÁN VẬT LÝ (Theo ban CB)
- Những điểm dao động với biên độ cực đại phải thỏa mãn hệ thức:
cos TẤ 28) =I=si| 56: =6) _ ẤP ~o„, R =6) 20g
P Vi tri cdc cuc tiểu giao thoa: d,—d,=(k+ SA
Số đường hoặc số điểm dao động với biên độ cực đại : -= <k< = (keZ)
> Số đường hoặc số điểm không dao động: - = -l Ke = =
- Chủ ý — ca
® Tat ca cac diém nam trén đường trung trực của S182 déu dao động với biên độ cực đại
®Sô hypebol cực đại luôn là sô lẻ, sô hypebol cực tiêu luôn là sô chan
e Hai nguồn dao động ngược pha: Ag = (2k+1)z
)> VỊ trí các cực đại giao thoa: d, — d, =(k+ 2
P Vị trí các cực tiêu giao thoa: d, — d, = kÀ,
>Só đường hoặc số điểm dao động với biên độ cực đại : — = -> <k< ~ ¬ (keZ)
Số đường hoặc số điểm không dao động: - ý <k< ể (keZ)
® Tat cả các điệm nắm trên đường trung trực của S¡5› đêu dao động với biên độ cực tiêu
® Sô hypebol cực đại luôn là sô chăn, sô hypebol cực tiêu luôn là sô lẻ
GV: Đặng Van Quyét Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 2l
Trang 223 Bài toán tìm số đường dao động cực đại và không dao động giữa hai điểm M, N cách hai nguồn lần
lugt 14 dim, dom, din, don
Buéc 1 Tinh Ady = doy— dim ; Ady = don— din va gia sit Ady < Ady
Bước 2
) Hai nguôn dao động cùng pha
- Cực đại: Adw < kA < Ady => suy ra các giá trị của k
- Cuc tiéu: Ady < (k+0,5)A < Ady — suy ra các giá trị của k
Số giá trị nguyên của k thoá mãn các biêu thức trên là số đường cần tìm
> Hai nguén dao động ngược pha
- Cyc dai: Adm < (k+0,5)A < Adj => suy ra các giá trị của k
- Cuc tiéu: Ady < kA < Ady => suy ra các giá trị của k
Số giá trị nguyên của k thoả mãn các biểu thức trên là số đường cần tìm
Chứ ý Khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp trong sóng chạy là À„ còn khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp trong giao thoa sóng là À⁄2
Bài 9 SÓNG DỪNG
I Lý thuyết
e Nếu vật cản có định thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới
e Nếu vật cản tự do thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới
e Sóng tới và sóng phản xạ, nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau, và tạo thành một hệ sóng dừng
e Trong sóng dừng, có một số điểm luôn luôn đứng yên gọi là nút, và một số điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng Khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liên tiếp thì bang nửa bước sóng
II Một số điểm cần chú ý
® Dau ty do 1a bung song
® Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn đao động ngược pha
® Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha
® Khoảng cách giữa hai bụng liên tiếp bằng khoảng cách giữa hai nút liên tiếp và bằng 2/2
® Khoảng cách giữa một bụng và một nút liên tiếp là À⁄4
® Các điểm trên dây đều dao động với biên độ không đôi — năng lượng không truyền đi
® Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử đi qua VTCB) là nửa chu kỳ
II Công thức giải toán
e Hai đầu là nút sóng:| = kệ (keN')
Trang 23HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CÔNG THỨC GIẢI TOÁN VẬT LÝ (Theo ban CB)
2 Với x là khoảng cách từ M đến đầu nút sóng thì biên độ tại M là |A„ = Alsin an
Trong đó A là biên độ dao động của các bụng sóng
Với x là khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng thì biên độ tại M 1a: |A,, = Alcos an
Bài 10 ĐẶC TRƯNG VAT LY CUA AM
I Ly thuyét
e Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn
© Nguôn âm là các vật dao động
e Tân số dao động của nguồn cũng là tần số của sóng âm
e Âm nghe được có tần số từ 16Hz đến 20000Hz
® Âm có tần số dưới 16Hz gọi là hạ âm, Âm có tần số trên 20000Hz gọi là siêu âm
e Nhạc âm là âm có tần số xác định
e Các đặc trưng vật lý của âm gồm: tần số, cường độ (hoặc mức cường độ) và đồ thị dao động âm
Chú ý:
® Vì sóng âm là sóng cơ nên sóng âm không truyền được trong chân không
® Trong một môi trường âm truyên với một tốc độ xác định
® Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và khối lượng riêng của môi trường
® Nói chung, tốc độ truyền âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng Và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí
® Trong chất khí và chất lỏng, sóng âm là sóng đọc Trong chất răn, sóng âm có thể gồm cá sóng ngang và sóng dọc
II Các công thức giải toán
1 Cường độ âm: I=- =" tS S
Với W (J), P (W) là năng lượng, công suất phát âm của nguồn
S (m)) là diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm (với sóng cẩu thì Š là điện tích mặt cẩu
V6i Ip = 10° W/m’ 6 f= 1000Hz: cudng dé 4m chuan
3 Tân số do đàn phát ra (hai đầu dây cô định — hai dau là nút sóng)
Ứng với k= lI > âm phát ra âm cơ bản có tân sô ƒ =
k= 2,3,4 có các hoạ âm bậc 2 (tần số 2fi), bậc 3 (tần số 3f))
4 Tần số do ống sáo phát ra (một đầu bịt kín, một đầu để hở => một đầu là nút sóng, một đầu là bụng
Trang 24Ứng với k = 0 > 4m phat ra 4m co ban cé tan sé i= a
Là một đặc trưng sinh lý của | Là một đặc trưng sinh lý của| Là một đặc trưng sinh lý của
- am gan lién v6i tan so am âm găn liên với mức cường | âm, giúp ta phân biệt âm do
Am sắc có liên quan tới đô thị dao động âm
CHUONG III: DIEN XOAY CHIEU Bai 12 BAI CUONG VE DONG DIEN XOAY CHIEU
I Lí thuyết
e Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ là hàm số sin hay cosin của thời gian: i = lạcos(œt+@) Trong đó:
+ lọ giá trị cực đại của cường độ dòng điện (Cường độ dòng điện cực đại)
+ @ la tan số góc của dòng điện
+ œt+o là pha của cường độ dòng điện
+ ø là pha ban đầu của dòng điện
e Cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi,
nếu cho hai đòng điện đó lần lượt đi qua cùng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhau
Giá tr cực đại I=-lö_ yawn pa Fo
II Các công thức giải toán
1 Một cuộn dây có N vòng, có diện tích Š quay xung quanh một trục đông phăng với cuộn dây va đặt trong
Giá trị hiệu dụng =
một từ trường đều Bcó phương vuông góc với trục quay
e Từ thông qua cuộn dây: ® = NBScos(œt + @) — từ thông cực đại: |®ạ = NBS
e Suất điện động: e= _ =—®'= NBSœsin (ot + ọ)
Nếu chọn gốc thời gian (t=0) khi góc hợp bởi pháp tuyến ñ và B là 0° thì: |e = Ea cos(@t — 2)
2 Biéu thirc dién Ap tic thoi va déng dién tirc thoi:
u = Uocos(wt + Oy) va 1 = Ipcos(at + @¡)
Trang 25HỆ THỐNG LÝ THUYÉT VÀ CÔNG THỨC GIẢI TOÁN VẬT LÝ (Theo ban CB)
Với © = Oy — ọ; là độ lệch pha của ø so với ¡, có -<ø<S
2
e Nếu ọ >0 —> Điện áp nhanh pha hơn cường độ dòng điện
e Nếu ọ <0 => Điện áp chậm pha hơn cường độ dòng điện
e Nếu ọ =0 — Điện áp và cường độ dòng điện cùng pha
3 Dòng điện xoay chiều ¿ = Igcos(2ft + @;)
e Mỗi giây đôi chiều 2f lần
e Nếu pha ban đầu ọ¡ = ˆ5 hoặc ọ¡ = 5 thì chỉ giây đầu tiên
đôi chiều 2f-1 lần
4 Công thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ
Khi đặt điện áp uv = Uocos(wt + oy) vào hai đầu bóng
đèn, biết đèn chỉ sáng lên khi > Uj
trở dòng điện Điện trở: R = PS Dung kháng: Z„ = 1
oC Cam khang: Z, =oL
Đối với dòng Can tro dòng điện không | Ngăn cản hoàn toàn dòng |_ Không cản trở dòng điện
Tiêu thụ điện Tiêu thụ điện năng Không tiêu thụ điện năng | _ Không tiêu thụ điện nang
Trang 26Bai 14 MACH R, L, C MAC NOI TIEP
1 Liên hệ giữa các điện áp:
® Điện áp tức thời: u =uạ +u, +uc
> > > > >
e Dang vecto: |U = U, + U, + Uc} |U, = Ugg + Ug, + Ủạc
e Dang dai sé: |U? = U2 +(U, —U,)};|U2 = U2, + (Ug, — Upc)
Nhận xét:
® Điện áp ở hai đâu điện tro khong thé vuot qua dién ap 6 hai dau doan mach: U 2 U,
® Điện áp ở hai đầu tụ điện hoặc hai đầu cuộn cảm có thể lớn hơn điện áp ở hai đầu đoạn mạch
+ Khi 2 < Zc hay ox => o < 0 thi w cham pha hon i tof oe Ũ
+ Khi Zu = Zc hay 0-7 => © = 0 thi ¿ cùng pha với i 9 ị vĩ
và [= Ina = gọi là hiện tượng cộng hưởng dòng điện _ Up
WW,
Chủ ý: khi cộng hưởng điện xáy ra thì:
® Các đại lượng I, P, Ug dat giá trị lớn nhất
@ Z, Ute dat gia tri nhỏ nhất
® Hệ số công suất coso =l
® U;„ =Uc
® Cường độ dòng điện và điện áp ở hai đầu đoạn mạch biến đổi cùng pha và U = Ur
® Điện áp ở hai đầu điện trở biển đôi cùng pha với điện áp ở hai đầu đoạn mạch
® Điện áp ở hai đầu đoạn mạch biến đổi vuông pha với điện áp ở hai đầu tụ điện hoặc hai đầu cuộn
cam
@ Điện áp ở hai đầu điện trở R không phụ thuộc vào giá tri cua R
5 Liên hệ giữa cường độ dòng điện tức thời và điện áp tức thời (công thức độc lập)
Giả sử cường độ dòng điện chạy trong mạch có biểu thức: ¡ = Ioeosot, điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có biểu thức: u = Uacos(@t+o)
— Ủ sọg "~— 1.) = TẾ sin” |i, uw 24 © cos =sin? ©
9 UE TUB OR UR “1 U,
GV: Dang Van Quyét Trường THPT Nguyễn Đức Mậu - Quỳnh Lưu, Nghệ An Trang: 26