dao động tắt dần

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 ...?... Khái niệm:  Muốn duy trì biên độ dao động khôn

BÀI 4: Tiết 7:

TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG-ĐÀ NẴNG

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

không có tác dụng của lực ma sát Khi đó con lắc dao động với tần số riêng f0

 Nhưng trong thực tế khi cho con lắc dao động thì biên độ

của nó giảm dần

“Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo

thời gian.”

0

x

t

2 Giải thích

 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

tần số bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức

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 f 0 của hệ dao động”

 Điều kiện cộng hưởng là: f = f 0

f0

b

f

 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

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?

HD: A2 = 0.97 A1

W2 / W1= (A2 / A1)2 = (0,97)2 = 0,94 = 94%

Vậy năng lượng giảm đi 6%

C 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.