BAI NOP

*Hiển thị các lực ứng với quả cầu Click chọn quả cầu Vào menu Define / Vectors.. *Đo vị trí c ủa quả cầu theo phương x: - Click chọn quả cầu : Vào menu Measure/ Position chọn X Graph -

A PHẦN CƠ HỌC

Bài 1: MÔ PHỎNG DAO ĐỘNG CON LẮC ĐƠN

I / Mô phỏng định tính

a Hiện thước, lưới và trục toạ độ: ta vào menu View / Workspace Xuất hiện cửa sổ:

chọn Rulers, Grid lines,

XY Axes

b Xây dựng mô phỏng:

- Vẽ quả cầu: Vào thanh công cụ click chọn biểu tượng (circle) , drag chuột vẽ vào không gian mô phỏng Chú ý vẽ quả cầu tại gốc tọa độ O(0,0) Muốn hiện thuộc tính của quả cầu ta D_Click vào quả cầu

- Vẽ dây treo: Vào thanh công cụ click chọn biểu tượng (Rope), đưa chuột vào tâm quả cầu, kép sợi dây ra Muốn hiện thuộc tính của đối tượng ta D_Click vào đối tượng

- Vẽ giá treo: Vào thanh công cụ click chọn biểu tượng (Rectangle) để vẽ giá treo Muốn hiện thuộc tính của đối tượng ta D_Click vào đối tượng

- Cố định giá: vào Window / Appearance, bỏ Show để ẩn mỏ neo đi

- Muốn thay đổi màu,trang trí cho đối tượng, ta click chọn đối tượng rồi vào menu Window/ Appearance

- Kéo quả cầu lệch khỏi vị trí cân bằng 1 góc nhỏ khoảng 10o Bấm lệnh Run để xem thử dao động của quả cầu

- Hiển thị các đại lượng vật lý dưới dạng vector

*Hiển thị các lực ứng với quả cầu

Click chọn quả cầu

Vào menu Define / Vectors Xuất hiện cửa sổ:

chọn: Total force

Gravitational force

Contact force

Total force

Gravitational force

Contact force

* Hiển thị các lực ứng với dây treo:

Chọn sợi dây

Vào Menu Define/ Vectors chọn Total force

Bấm lệnh Run để các lực hiển thị

- Thay đổi độ dài vector cho thích hợp: Click chọn đối tượngvào menu Define / Vector lenghts

II/ Mô phỏng định lượng

* Đo thời gian : xác định thời gian mô phỏng ta vào menu Measure / Time.

*Đo vị trí c ủa quả cầu theo phương x:

- Click chọn quả cầu : Vào menu Measure/ Position chọn X Graph

- Vào menu Window / Appearance để bỏ khung(Frame), thêm trục(Axes XY)

* Vẽ đồ thị mô phỏng:

- Dùng lệnh Run chạy mô phỏng ứng với vài chu kì ( khoảng 2T) rồi dừng lại xem thời gian dao động 2 chu kì khoảng bao nhiêu

- Thay đổi khoảng biến thiên thích hợp bằng cách D_Click vào đối tượng trên màn hình xuất hiện cửa sổ Properties, chọn khoảng biến thiên cho phù hợp

- Xác định thời gian tạm dừng ứng với 2 chu kỳ bằng cách điều khiển mô phỏng chậm để xác định thời gian 2T

- Xác định điều khiển tạm dừng mô phỏng và tiếp tục mô phỏng lại ứng với thời điểm 2T

Vào Word/ Pause Control

Vào New Condition : Pause when

Reset when

Loop when

- Bấm lệnh Runcho chạy thử

*Đo vận tốc của quả cầu theo phương x: x(t)

Click chọn đối tượng, vào Menu Measure / Velocity/ X graph

Click chọn đồ thị, vào menu Window/ Appearnce để bỏ khung Frame thêm trục Axes XY

Cho chạy mô phỏng

Kinetic enery : đo động năng

1/ Viết biểu thức dao động

x(t) = XO cos (2 ft + o)

t = 0 / o= 0

XO = 1 (đvcd)

2T = 8.1 s  T = 4.05 s  f = 1/T = 0.25 Hz

 x(t) = 1 cos ( 0.5  t) (đvcd)

2/ Chiều dài của sợi dây và khối lượng của quả cầu:

Kmax = 1/2m v2

max = 0.33  m = 2Kmax/ v2

max = 0.283kg

g

l

 l = gT2/ 4 2 = 4m

Bài 2: Mô phỏng dao động con lắc lò xo

I/Mô phỏng định tính

Bước chuẩn bị ta vào Menu View / Word space chọn Rulers, Grid lines, XY Axes

- Vẽ quả cầu: Vào thanh công cụ cirle vẽ quả cầu tại gốc tọa độ O(0,0) Để thay đổi thuộc tính của quả cầu ta D_Click vào quả cầu

- Vẽ khe trượt: ta dùng công cụ slot _ joint Sau đó ta vào Window/ Appearance,

bỏ Show để ẩn thanh trượt đi

- Vẽ lò xo: dùng công cụ Spring để vẽ lò xo Đặt ngay tâm quả cầu sau đó kéo sang trái khoảng 4 ô

- Vẽ giá đỡ : vẽ 2 giá ( giá ngang và giá dọc): dùng công cụ vẽ hình chữ nhật Dùng công cụ mỏ neo để neo giữ 2 giá lại Sau đó ta vào Window/

Appearance, bỏ Show

- Kéo quả cầu lệch khỏi vị trí cân nằng theo phương ngang về phía tay trái

khoảng 1 ô Thả chuột cho quả cầu dao động, bấm lệnh Run

- Để con lắc lắc dao động điều hòa thì ta phải chỉnh độ cứng lò xo Bằng cách Reset, D_Click lò xo xuất hiện cửa sổ Properties, chỉnh lại hệ số k Sau đó bấm lệnh Run để quan sát lại

- Biểu diễn các lực dưới dạng vector

Reset

Hiển thị các lực ứng với quả cầu:

Click chọn quả cầu

Vào menu Define/vectors

Chọn Volocity

Gravitation force

Total force

Contact force

Hiển thị các lực ứng với lò xo

Click chọn lò xo

Vào menu Define/ vectors chọn Total force

- Thay đổi độ dài vector cho thích hợp : vào Menu Define/ Vector lengths

II/ Mô phỏng định lượng

Đầu tiên ta xác định thời gian mô phỏng vào Mesure / Time

Đo vị trí

- Click chọn quả cầu : Vào Menu Mesure/ Position chọn X Graph

- Vào Menu Window / Appearance để bỏ khung thêm trục

- Dùng lệnh Run chạy mô phỏng khoảng 2 chu kì rồi dừng lại xem thời gian dao động 2 chu kì khoảng bao nhiêu

- Thay đổi khoảng biến thiên thích hợp bằng cách D_Click vào đối tượng trên màn hình xuất hiện cửa sổ Properties, chọn khoảng biến thiên trên x, y1 cho phù hợp

- Xác định thời gian tạm dừng ứng với 2 chu kỳ bằng cách điều khiển mô phỏng chậm để xác định thời gian 2T

- Xác định điều khiển tạm dừng mô phỏng và tiếp tục mô phỏng lại ứng với thời điểm 2T

Vào Word/ Pause Control

Vào New Condition : Pause when

Reset when

Loop when

- Cho chạy thử vào lệnh Run

Đo vận tốc và động năng của quả cầu

Vào Menu Measure / Velocity : đo vận tốc

Kinetic enery : đo động năng

Làm các bước tương tự như trên ta tìm được đồ thị biễu diễn vận tốc và động năng của quả cầu

1/ Viết biểu thức dao động

x(t) = XO cos (2 ft + o)

t = 0 / o= 0

XO = 1 (đvcd)

2T = 3.35 s  T = 1.675 s  f = 1/T = 1/675 Hz

 x(t) = 1 cos ( 2 t/1.675) (đvcd)

2/ Chiều dài của sợi dây và khối lượng của quả cầu:

Kmax = 1/2m v2

max  m = 2Kmax/ v2

max = 2*2.1/3.82 = 0.3 kg

g

l

 l = gT2/ 4 2 = 2.8 m

Bài 3 : Mô phỏng dao động của hệ điện tích điểm

I / Mô phỏng định tính

Bước chuẩn bị ta vào Menu View / Word space chọn Rulers, Grid lines, XY Axes

- Vẽ hệ điện tích: Vào thanh công cụ circle vẽ 2 quả cầu tại đối xứng qua gốc tọa

độ O(0,0) Dùng mỏ neo để neo hai quả cầu lại.Sau đó D _Click vào 2 quả cầu, chọn điện tích âm Vẽ quả cầu thứ ba nằm trên đường trung trực của 2 cầu, cho

nó dao động tự do

- Kéo chọn 3 quả cầu Vào Menu World /Gravity, chọn None

Menu World / Air Resistance, chọn None

Menu World / Electrostatics, chọn On

- Hiển thị các đại lượng dưới dạng vector: kéo chọn 3 quả cầu, vào Menu Define / Vectors, chọn Velocity và Electrostatics

- Thay đổi độ dài vector cho thích hợp : vào Menu Define/ Vector lengths

- Bấm lệnh Run để xem thử dao động của hệ điện tích điểm

II/ Mô phỏng định lượng

Đầu tiên ta xác định thời gian mô phỏng vào Mesure / Time

Đo vị trí

- Click chọn quả cầu dao động: Vào Menu Mesure/ Position chọn Y Graph

- Vào Menu Window / Appearance để bỏ khung thêm trục

- Dùng lệnh Run chạy mô phỏng khoảng 2 chu kì rồi dừng lại xem thời gian dao động 2 chu kì khoảng bao nhiêu

- Thay đổi khoảng biến thiên thích hợp bằng cách D_Click vào đối tượng trên màn hình xuất hiện cửa sổ Properties, chọn khoảng biến thiên trên x, y1 cho phù hợp

- Xác định thời gian tạm dừng ứng với 2 chu kỳ bằng cách điều khiển mô phỏng chậm để xác định thời gian 2T

- Xác định điều khiển tạm dừng mô phỏng và tiếp tục mô phỏng lại ứng với thời điểm 2T

Vào Word/ Pause Control

Vào New Condition : Pause when

Reset when

Loop when

- Cho chạy thử vào lệnh Run

Đo vận tốc và động năng của quả cầu

Vào Menu Measure / Velocity : đo vận tốc

Kinetic enery : đo động năng

Làm các bước tương tự như trên ta tìm được đồ thị biễu diễn vận tốc và động năng của quả cầu

Viết biểu thức dao động

x(t) = XO cos (2 ft + o)

t = 0 / o= 0

XO = 1 (đvcd)

2T = 3.75 s  T = 1.875 s  f = 1/T = 1/875 Hz

 x(t) = 1 cos ( 2 t/1.875) (đvcd)

B PHẦN EWB

Viết biểu thức của hai tín hiệu

Tín hiệu nhỏ kênh A (2 đầu C)

uAB = uA - uB = uC

Tín hiệu lớn kênh B (2 đầu R)

uCB = - uBC = - uR

Biểu thức của 2 tín hiệu

uC = UC cos (2 ft   1 )(V)

uR =UR cos (2 ft   2)(V)

Tín hiệu đưa vào kênh 2 cùng pha với dao động i

i

 = 2= 0

Độ lệch pha  = 1-  2=  1

Ta có tín hiệu đưa vào hai đầu AB sớm pha hơn tín hiệu đưa vào hai đầu CB nên uC

chậm pha hơn uR

uC = UC cos(2 ft - 1)(V)

ta có UC = 1K  200V / div =

200V

UR = 2.4K  100V / div=

240V

Tính chu kì:

1T : 4 khoảng * 5ms /div = 20ms

f T1 = 50 Hz

Tính độ lệch pha 

1T _ 4K _ 2

1K _ ?

2

4

  

Biểu thức của hai tín hiệu

uR = 240 cos (100 t )(V)

uC = 200 cos(100 t - 2 )( V)

biểu

thức

của hai tín hiệu

Viết biểu thức của hai tín hiệu

Tín hiệu nhỏ kênh A (2 đầu R,C)

uAC = uA – uC = uRC

Tín hiệu lớn kênh B (2 đầu R)

uBC = uB – uC = uR

Biểu thức của 2 tín hiệu

uRC = URC cos (2 ft   1 )(V)

uR = UR cos (2 ft   2)(V)

Tín hiệu đưa vào kênh 2 cùng pha với dao động i

i

 = 2= 0

Độ lệch pha  = 1-  2=  1

Ta có tín hiệu đưa vào hai đầu AB sớm pha hơn tín hiệu đưa vào hai đầu CB nên uC

chậm pha hơn uR

uC = UC cos(2 ft - 1)(V)

ta có URC = 1.6K  200V / div = 320V

UR = 2.4K  100V / div= 240V

Tính chu kì:

1T : 4 khoảng * 5ms /div = 20ms

T

f 1 = 50 Hz

Tính độ lệch pha 

1T _ 4K _ 2

1/2K _ ?

4



 

Biểu thức của hai tín hiệu

uR = 320 cos (100 t )(V)

uC = 240 cos(100 t - 4 )( V)