Lý thuyết công thức vật lý lớp 12

Thang máy đi lên nhanh dần đều hoặc đi xuống chậm dần đều với gia tốc có độ lớn là a hướng + Khi không có ma sát, con lắc dao động điều hòa với tần số riêng f0; tần số riêng của con lắc

Trang 1

http://www.tailieupro.com/ http://www.tailieupro.com/ http://www.tailieupro.com/

http://www.tailieupro.com/ http://www.tailieupro.com/

http://www.tailieupro.com/ http://www.tailieupro.com/ http://www.tailieupro.com/ http://www.tailieupro.com/

http://www.tailieupro.com/

+ Dao động cơ là chuyển động lặp đi lặp lại của một vật quanh một vị trí đặc biệt gọi là vị trí cân

bằng Vị trí cân bằng thường là vị trí của vật khi đứng yên

+ Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những

khoảng thời gian bằng nhau (gọi là chu kì dao động T) Trạng thái chuyển động được xác định bởi vị

trí và chiều chuyển động

+ Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian

+ Phương trình dao động điều hoà: x = Acos(t + ), trong đó:

x là li độ hay độ dời của vật khỏi vị trí cân bằng; đơn vị cm, m;

A là biên độ dao động, luôn dương; đơn vị cm, m;

 là tần số góc của dao động, luôn dương; đơn vị rad/s;

(t + ) là pha của dao động tại thời điểm t; đơn vị rad;

 là pha ban đầu của dao động, có thể dương, âm hoặc bằng 0; đơn vị rad

+ Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một

điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó

+ Chu kì T của dao động điều hòa là khoảng thời gian để thực hiện một dao động toàn phần; đơn vị

+ Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc (đạo hàm bậc hai của li độ) theo thời gian: a = v' = x’’ = -

2Acos(t + ) = - 2x

Véc tơ a

 luôn hướng về vị trí cân bằng, có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ

+ Li độ x, vận tốc v, gia tốc a biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng v sớm pha

2



so với x, a ngược pha so với x

+ Khi đi từ vị trí cân bằng ra biên: |v| giảm; |a| tăng; v

 a



CHƯƠNG 1 DAO ĐỘNG CƠ

Trang 2

 + Tại vị trí biên (x =  A): v = 0; |a| = amax = 2A

+ Tại vị trí cân bằng (x = 0): |v| = vmax = A; a = 0

+ Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ, vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa theo thời gian

v

 =

2 4

a

 +

2 2

v

 + Những cặp lệch pha nhau

Fhp max = kA khi vật đi qua các vị trí biên (x =  A);

Fhp min = 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng

+ Trong một chu kì, vật dao động điều hòa đi được quãng đường 4A Trong nữa chu kì, vật đi được

quãng đường 2A Trong một phần tư chu kì, tính từ biên hoặc vị trí cân bằng thì vật đi được quãng

đường bằng A, nhưng tính từ các vị trí khác thì vật đi được quãng đường  A

+ Quãng đường lớn nhất; nhỏ nhất vật dao động điều hòa đi được trong khoảng thời gian 0 < t <

Trang 3

* Vòng tròn lượng giác dùng để giải một số câu trắc nghiệm về dao động điều hòa

+ Thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí x1 đến vị trí x2:

Dùng vòng tròn lượng giác: t = 





+ Quãng đường đi từ t1 đến t2:

Tính: t2 – t1 = nT + t; dựa vào góc quét  = t. trên đường tròn lượng giác để tính S t; sau đó

tính S = n.4A + S t

+ Đồ thị của dao động điều hòa:

* Đồ thị li độ - thời gian:

- Biên độ A: đó là giá trị cực đại của x theo trục Ox

- Chu kì T: khoảng thời gian giữa hai thời điểm gần nhau nhất mà x = 0 hoặc |x| = A là



Trang 4

- Vận tốc cực đại vmax: đó là giá trị cực đại của v theo trục Ov

- Chu kì T: khoảng thời gian giữa hai thời điểm gần nhau nhất mà v = 0 hoặc |v| = vmax là

2

T

từ đó suy ra T

Cũng có thể dựa vào vòng tròn lượng giác và giá trị của v vào các thời điểm t = 0 và thời điểm t đã

- Gia tốc cực đại: amax = 2A

Trên đồ thị như hình vẽ là đồ thị vận tốc – thời gian của hai dao động điều hòa:

Trang 5

Bấm MODE 1 Nhập biểu thức chứa đại lượng chưa biết (gọi là X): Đưa dấu = vào biểu thức bằng

cách bấm ALPHA CALC; đưa đại lượng chưa biết (gọi là X) vào biểu thức bằng cách bấm ALPHA

); nhập xong bấm SHIFT CALC = và chờ … ra kết quả

Nếu phương trình có nhiều nghiệm thì bấm tiếp SHIFT CALC máy hiện Solve for X; nhập một

con số nào đó chẳng hạn -1 hoặc 1 rồi bấm =; máy sẽ hiện nghiệm khác (nếu có)

Lưu ý: Phương trình bậc 2 thường có 2 nghiệm; phương trình bậc 3 thường có 3 nghiệm Nếu sau khi

bấm tiếp SHIFT CALC máy hiện Solve for X; nhập từng con số khác nhau rồi bấm = máy sẽ hiện

các nghiệm khác nhau Nếu nhập các con số khác nhau mà máy đều hiện ra một con số như nhau thì

phương trình chỉ có một nghiệm

* Viết phương trình dao động điều hòa nhờ máy tính fx-570ES khi biết x 0 và v 0 :

Bấm máy: MODE 2 (để diễn phức), SHIFT MODE 4 (để dùng đơn vị góc là rad), nhập x0 - v0

 i

(nhập đơn vị ảo i: bấm ENG) = SHIFT 2 3 =; hiển thị A   x = Acos(t + )

Lưu ý: tính  (nếu chưa có) và phải xác định đúng dấu của x0 và v0

II CON LẮC LÒ XO

1 Lý thuyết

+ Con lắc lò xo gồm một lò xo có khối lượng không đáng kể, có độ cứng k một đầu gắn cố định, đầu

kia gắn với vật nặng kích thước không đáng kể, có khối lượng m

+ Phương trình dao động: x = Acos(t + ); với  = k

m

+ Lực gây ra dao động điều hòa luôn luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về hay lực phục

hồi

Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ và là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa,

viết dưới dạng đại số: F = - kx = - m2x

Lực kéo về của con lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng của vật

+ Lực đàn hồi có tác dụng đưa vật về vị trí lò xo không bị biến dạng Với con lắc lò xo nằm ngang

+ Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động

+ Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát

Trang 6

+ Li độ, vận tốc, gia tốc, lực kéo về biến thiên điều hòa cùng tần số

+ Thế năng, động năng của vật dao động điều hòa biến thiên tuần hoàn cùng tần số và tần số đó lớn

gấp đôi tần số của li độ, vận tốc, gia tốc

+ Khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên: Wđ ; Wt 

+ Khi vật đi từ biên về vị trí cân bằng: Wđ ; Wt 

+ Tại vị trí cân bằng (x = 0): Wt = 0; Wđ = Wđmax = W

+ Tại vị trí biên (x =  A): Wđ = 0; Wt = Wtmax = W

k m

12

k m

2

W

1W

d t

A x

 

+ Tỉ số giữa thế năng và cơ năng:

+ Tỉ số giữa động năng và cơ năng:

2

W1W





2 W

Trang 7

Chiều dài cực đại của lò xo: lmax = l0 + l0 + A

Chiều dài cực tiểu của lò xo: lmin = l0 + l0 – A

Chiều dài lò xo ở li độ x:

l = l0 + l0 + x nếu chiều dương hướng xuống;

l = l0 + l0 - x nếu chiều dương hướng lên

Lực đàn hồi cực đại: Fmax = k(A + l0)

Lực đàn hồi cực tiểu: A l0: Fmin = 0; A < l0: Fmin = k(l0 – A)

Độ lớn của lực đàn hồi tại vị trí có li độ x:

Fđh= k|l0 + x| nếu chiều dương hướng xuống

Fđh = k|l0 - x| nếu chiều dương hướng lên

Thời gian lò xo nén, giãn:

- Nếu A l0 thì trong quá trình dao động lò xo luôn bị giãn

- Nếu A > l0 thì trong một chu kì thời gian bị nén là: tnén = 2

 cos-1( 0

l A

)

Trong 1 chu kì nếu:

- Thời gian lò xo bị giãn bằng 2 lần lò xo bị nén thì l0 = A -

2

A

= 2

A + Lực tác dụng lên điểm treo lò xo là lực đàn hồi: F = k|l0 + x|

+ Con lắc đơn gồm một sợi dây có khối lượng không đáng kể, không dãn, chiều dài l, một đầu được

gắn cố định, đầu kia được gắn vật nặng có kích thước không đáng kể và có khối lượng m

+ Phương trình dao động của con lắc đơn khi sin (rad):

s = S0cos(t + ) hoặc  = 0cos(t + )

Trang 8

vào độ cao, độ sâu so với mặt đất, phụ thuộc vào vĩ độ địa lí trên Trái Đất và phụ thuộc vào nhiệt độ

của môi trường đặt con lắc

+ Xác định gia tốc rơi tự do nhờ con lắc đơn: g =

+ Khi con lắc đơn dao động điều hòa có sự chuyển hóa qua lại giữa động năng và thế năng nhưng

tổng của chúng tức là cơ năng sẽ được bảo toàn nếu bỏ qua ma sát

+ Ở vị trí cân bằng vật nặng có tốc độ cực đại và có gia tốc bằng 0

+ Khi vật chuyển động từ vị trí cân bằng ra biên: |v| ; |a| ; Wđ ; Wt 

+ Ở vị trí biên vật nặng có vận tốc bằng 0; gia tốc có độ lớn đạt cực đại

+ Khi vật chuyển động từ biên về vị trí cân bằng: |v| ; |a| ; Wđ ; Wt 

+ Tại vị trí cân bằng (α = 0): Wt = 0; Wđ = Wđmax = W

+ Tại vị trí biên (α =  α0): Wđ = 0; Wt = Wtmax = W

2 Công thức

+ Phương trình dao động: s = S0cos(t + ) hay  = 0cos(t + );

với s = l; S0 = 0l; ( và 0 sử dụng đơn vị đo là rad)

+ Tần số góc, chu kì, tần số:  = g

l ; T = 2 l

g ; f = g

l

+ Nếu con lắc chiều dài l1 dao động với chu kì T1, con lắc chiều dài l2 dao động với chu kì T2, con lắc

có chiều dài (l1 + l2) dao động với chu kì T+, con lắc có chiều dài (l1 – l2) với l1 > l2 dao động với chu

kì T- thì ta có mối liên hệ:

+ Vận tốc khi đi qua vị trí có li độ góc : v = 2gl cos( cos0)

Vận tốc khi đi qua vị trí cân bằng: |v| = vmax = 2gl(1 cos0)

Nếu 0  100: v = ; vmax = 0 gl;  và 0 có đơn vị đo là rad

+ Sức căng của sợi dây: T = mgcos +

4 l T

2 0

2



h R

1 2

d R

1 2

Trang 9

+ Khi đưa lên cao mà nhiệt độ thay đổi: = 1 + (t2 – t1) +

+ Khi đưa xuống sâu mà nhiệt độ thay đổi: = 1 + (t2 – t1) +

Với R = 6400 km là bán kính Trái Đất;  là hệ số nở dài của dây treo

+ Đối với đồng hồ quả lắc dùng con lắc đơn: T = T’ – T > 0 thì đồng hồ chạy chậm; T = T’ – T <

0 thì đồng hồ chạy nhanh; thời gian nhanh, chậm trong một ngày đêm (24 giờ): t =

+ Con lắc đơn chịu thêm các lực ngoài trọng lực: P'



= P

+ F



Gia tốc rơi tự do biểu kiến: = +F

 = qE



; lực quán tính: F

 = m

Thang máy đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều: T = 2 l

g Thang máy đi lên nhanh dần đều hoặc đi xuống chậm dần đều với gia tốc có độ lớn là a ( hướng

+ Khi không có ma sát, con lắc dao động điều hòa với tần số riêng f0; tần số riêng của con lắc chỉ phụ

thuộc vào các đặc tính của con lắc

+ Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

+ Nguyên nhân: Do ma sát, do lực cản của môi trường làm cơ năng giảm nên biên độ giảm

+ Biên độ của dao động giảm càng nhanh khi lực cản của môi trường càng lớn

+ Trong quá trình vật dao động tắt dần chu kỳ, tần số của dao động không thay đổi

Các thiết bị đóng cửa tự động hay bộ phận giảm xóc của ôtô, xe máy, … là những ứng dụng của

dao động tắt dần

2 1

T T

1 2

h R

2 1

T T

1

h R

| | 86400 '

T T



 '

 

   

F m F m



a



a

Trang 10

+ Đặc điểm: Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số f của lực cưỡng bức

Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức, vào lực cản trong hệ dao

động và vào sự chênh lệch giữa tần số cưỡng bức f và tần số riêng f0 của hệ Biên độ của lực cưỡng

bức càng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và f0 càng ít thì biên độ của dao động cưỡng

bức càng lớn

+ Dao động duy trì là dao động có biên độ không đổi, có tần số bằng tần số riêng (f0) của hệ dao động

+ Đặc điểm: Dao động duy trì có biên độ không đổi và dao động với tần số riêng của hệ; biên độ

không đổi là do trong mỗi chu kỳ đã bổ sung năng lượng đúng bằng phần năng lượng hệ tiêu hao do

ma sát

+ Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng nhanh 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: f = f0

+ Đặc điểm: Khi lực cản nhỏ thì sự cộng hưởng rỏ nét (cộng hưởng nhọn), khi lực cản lớn thì sự cộng

hưởng không rỏ nét (cộng hưởng tù)

2 Công thức

+ Con lắc lò xo nằm ngang dao động tắt dần (biên độ ban đầu là A, hệ số ma sát là ):

Quảng đường vật đi được đến lúc dừng lại: S = W 2 2 2

    

Số dao động thực hiện được: N =

Thời gian chuyển động: t = N.T

+ Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi f = f0 hay  = 0 hoặc T = T0

V TỔNG HỢP DAO ĐỘNG

1 Lý thuyết

+ Mỗi dao động điều hòa được biểu diễn bằng một véc tơ quay Véc tơ này có gốc tại gốc tọa độ của

trục Ox, có độ dài bằng biên độ dao động A và hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu 

+ Phương pháp giãn đồ Fre-nen: lần lượt vẽ hai véc tơ quay biểu diễn hai dao động thành phần, sau

đó vẽ véc tơ tổng của hai véc tơ trên Véc tơ tổng là véc tơ quay biểu diễn dao động tổng hợp

+ Công thức tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:

1 4

4 mg k

Trang 11

Khi x1 và x2 cùng pha (2 - 1 = 2kπ) thì A = A1 + A2 (cực đại)

Khi x1 và x2 ngược pha (2 - 1 = (2k + 1)π) thì A = |A1 - A2| (cực tiểu)

Khi x1 và x2 vuông pha (2 - 1 = (2k + 1) ) thì A =

Biên độ dao động tổng hợp nằm trong khoảng: |A1 – A2|  A  A1 + A2

2 Công thức

+ Nếu: x1 = A1cos(t + 1) và x2 = A2cos(t + 2) thì:

x = x1 + x2 = Acos(t + ); với A và  được xác định bởi:

Hai dao động cùng pha (2 - 1 = 2k): A = A1 + A2

Hai dao động ngược pha (2 - 1) = (2k + 1)): A = |A1 - A2|

Hai dao động vuông pha (2 - 1) = (2k + 1) ): A =

Với độ lệch pha bất kỳ: |A1 - A2 |  A  A1 + A2

* Dùng máy tính fx-570ES giải bài toán tổng hợp dao động:

+ Thao tác trên máy: bấm SHIFT MODE 4 (trên màn hình xuất hiện chữ R để dùng đơn vị góc là

rad); bấm MODE 2 (để diễn phức); nhập A 1 ; bấm SHIFT (-) (trên màn hình xuất hiện dấu  để

Trang 12

+ Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất

+ Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với

phương truyền sóng

Sóng ngang chỉ truyền được trên mặt nước và trong chất rắn

+ Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương

truyền sóng

Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn

Sóng cơ (cả sóng dọc và sóng ngang) không truyền được trong chân không

+ Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào môi trường: vrắn > vlỏng > vkhí

+ Khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác tốc độ truyền sóng thay đổi, bước sóng thay

đổi còn tần số (chu kì, tần số góc) của sóng thì không thay đổi

+ Trong sự truyền sóng, pha dao động truyền đi còn các phần tử của môi trường không truyền đi mà

chỉ dao động quanh vị trí cân bằng

+ Bước sóng : là khoảng cách giữa hai phần tử sóng gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao

động cùng pha Bước sóng cũng là quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kỳ:  = vT =

= x) trên phương truyền sóng (coi năng lượng sóng đươc bảo toàn khi truyền đi) là:



 + Độ lệch pha của hai dao động giữa hai điểm cách nhau một khoảng d trên phương truyền sóng là:

 = 2 d



Khi d = k (k  N) thì hai dao động cùng pha

Khi d = (k + ) (k  N) thì hai dao động ngược pha

Khi d = hai dao động vuông pha Khi d = hai dao động lệch pha

Trang 13

Bấm MODE 7 màn hình xuất hiện f(X) =

Nhập hàm số vào máy tính (nhập biến số X vào biểu thức: bấm ALPHA )), nhập xong bấm =; màn hình

xuất hiện Start (số đầu), nhập số đầu tiên của biến (thường là 0 hoặc 1), bấm =; màn hình xuất hiện End

(số cuối), nhập số cuối của biến, bấm =; màn hình xuất hiện Step (bước nhảy) nếu k  Z thì nhập bước

nhảy là 1, bấm =; màn hình xuất hiện bảng các giá trị của f(X) theo X, dùng các phím ,  để chọn giá trị

thích hợp

II GIAO THOA SÓNG

1 Lý thuyết

+ Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động cùng phương cùng tần số (cùng chu kì, cùng tần số góc)

và có hiệu số pha không thay đổi theo thời gian Hai nguồn kết hợp cùng pha là hai nguồn đồng bộ

+ Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp

+ Giao thoa sóng là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những

vị trí biên độ sóng tổng hợp được tăng cường hoặc bị giảm bớt

+ Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lần

bước sóng: d2 – d1 = k; (k  Z)

+ Cực tiểu giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đó bằng một số nguyên lẻ

nữa bước sóng: d2 – d1 = (k + )

2 Công thức

+ Nếu phương trình sóng tại hai nguồn S1; S2 là: u1 = Acos(t + 1); u2 = Acos(t + 2) thì phương

trình sóng tại M (tổng hợp hai sóng từ S1 và S2 truyền tới) là (với S1M = d1; S2M = d2) là:

+ Biên độ dao động tổng hợp tại M: AM = 2A|cos( )|

Tại M có cực đại khi: = kπ; k  Z

Tại M có cực tiểu khi: = (k + )π; k  Z

+ Số cực đại, cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai nguồn (S1S2) là số các giá trị của k  Z; tính theo công

Trang 14

Cực tiểu: - + < k < S N2 S N1





- + + Số cực đại, cực tiểu trên đường thẳng  hợp với S1S2 một góc  trong vùng giao thoa là số giá trị

của k  Z; tính theo công thức:

+ Số điểm dao động cùng pha hay ngược pha với hai nguồn trên đoạn OM thuộc trung trực của AB

(O là trung điểm của AB) là số giá trị của k ( Z):

+ Sóng phản xạ cùng tần số và cùng bước sóng với sóng tới

+ Nếu vật cản cố định thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ ngược pha với sóng tới và triệt tiêu lẫn nhau

+ 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 2 nút hoặc 2 bụng liền kề của sóng dừng là

+ Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề của sóng dừng là

+ Hai điểm đối xứng qua bụng sóng luôn dao động cùng biên độ và cùng pha Hai điểm đối xứng qua

nút sóng luôn dao động cùng biên độ và ngược pha

+ Các điểm nằm trên cùng một bó sóng thì dao động cùng pha Các điểm nằm trên hai bó sóng liền

kề thì dao động ngược pha

+ Các điểm nằm trên các bó cùng chẵn hoặc cùng lẻ thì dao động cùng pha, các điểm nằm trên các

bó lẻ thì dao động ngược pha với các điểm nằm trên bó chẵn

1 2

2



4



Trang 15

2 Công thức

+ Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề trong sóng dừng là

+ Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề trong sóng dừng là

+ Biên độ dao động của điểm M trên dây cách nút sóng (hay đầu cố định) một khoảng d (với A là

biên độ sóng tại nguồn; 2A là biên độ dao động tại bụng sóng): AM = 2A|cos(2π + )|

+ Biên độ dao động của điểm M trên dây cách bụng sóng (hay đầu tự do) một khoảng d (với A là

biên độ sóng tại nguồn): AM = 2A|cos2π |

+ Điều kiện để có bụng sóng tại điểm M cách vật cản cố định một khoảng d là: d = (2k + 1) ; k 

+ Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có chiều dài l với:

Hai đầu là hai nút: l = n ; với n  N*

Một đầu là nút, một đầu là bụng: l = (2n + 1) ; với n  N*

+ Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp để tất cả các điểm trên sợi dây có sóng dừng đi qua vị trí

cân bằng (sợi dây duỗi thẳng) là

IV CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA ÂM

1 Lý thuyết

+ Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường rắn, lỏng khí

+ Vật dao động phát ra âm gọi là nguồn âm

+ Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm

+ Sóng âm truyền được trong môi trường đàn hồi (rắn, lỏng, khí)

+ Âm không truyền được trong chân không

+ Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định

Trang 16

+ Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz

+ Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là hạ âm; trên 20000 Hz gọi là siêu âm

+ Về phương diện vật lí, âm được đặc trưng bằng tần số của âm, cường độ âm (hoặc mức cường độ

âm) và đồ thị dao động của âm

+ Ba đặc trưng sinh lí của âm là: độ cao, độ to và âm sắc

+ Độ cao của âm là đặc trưng liên quan đến tần số của âm

+ Độ to của âm là đặc trưng liên quan đến mức cường độ âm L

+ Âm sắc là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm phát ra từ các nguồn khác nhau (âm sắc

liên quan đến đồ thị dao động âm)

2 Công thức

+ Mức cường độ âm: L = lg ; cường độ âm chuẩn: I0 = 10-12 W/m2

+ Cường độ âm tại điểm cách nguồn âm một khoảng d: I =

+ Khi cho một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f0 thì bao giờ nhạc cụ đó cũng đồng thời phát ra một

loạt âm có tần số 2f0; 3f0; 4f0; Âm có tần số f0 gọi là âm cơ bản hay họa âm thứ nhất Các âm có

tần số 2f0; 3f0; 4f0; gọi là các họa âm thứ hai, thứ ba, thứ tư,

+ Tần số âm do dây đàn phát ra (hai đầu cố định): f = n với n  N*

+ Tần số âm do ống sáo phát ra (một đầu cố định một đầu tự do):

f = (2n + 1)

+ Trong một quãng tám gồm các nốt nhạc đồ, rê, mi, pha, sol, la, xi, đô thì nốt mi và nốt pha, nốt xi

và nốt đô cách nhau nữa cung còn các nốt liền kề nhau khác cách nhau một cung Hai nốt nhạc cách

nhau nữa cung thì có:

f = 2f ; cách nhau một cung thì có: f = 4f

+ Tính chất của hàm lôgaric (sử dụng để giải các bài toán liên quan đến mức cường độ âm): lga = b

 a = 10b; lg(a.b) = lga + lgb; lg = lga – lgb

0

I I

2 4

P d



2

v l

2

v l

Trang 17

+ Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian

+ Biểu thức của i và u: i = I0cos(t + i); u = U0cos(t + u)

Trong một giây dòng điện xoay chiều đổi chiều 2f lần (f tính ra Hz)

+ Những đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều:

- Các giá trị tức thời, cực đại, hiệu dụng của i, u, e

- Tần số góc, tần số, chu kì, pha và pha ban đầu

+ Người ta tạo ra dòng điện xoay chiều bằng máy phát điện xoay chiều Máy phát điện xoay chiều

hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

+ Để đo các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều người ta dùng các dụng cụ đo hoạt động dựa

vào tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều

2 Công thức

+ Từ thông qua khung dây của máy phát điện:

 = NBScos(t + ) = 0cos(t + );  = lúc t = 0

+ Từ thông cực đại qua khung dây (N vòng dây) của máy phát điện: 0 = NBS

+ Suất điện động trong khung dây của máy phát điện:

* Tìm điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch nhờ máy tính fx-570ES:

Biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch u = U0cos(t + )

Tại thời điểm t1, điện áp có giá trị u1 Tính u2 tại thời điểm t2 = t1 + t

Góc quay (tính ra rad) trong thời gian t:  = .t

u2 = U0cos((t1+ Δt) + ) = U0cos(t1+ ) + ωΔt) = U0cos((t1+ ) + Δφ)

Chọn đơn vị đo góc là rad: Bấm: MODE 1 (để tính toán chung) SHIFT MODE 4 (để dùng đơn vị góc

là rad) Nhập u2 = U0cos( SHIFT cos ( ) + .t)

Dấu đặt trước SHIFT: dấu (+) nếu u1 đang giảm; dấu (-) nếu u1 đang tăng

* Áp dụng tương tự cho việc tìm cường độ dòng điện tức thời

CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Trang 18

+ Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần: uR cùng pha với i; I =

+ Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: uC trể pha so với i; I =

C

U

Z Đại lượng đặc trưng cho tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện gọi là dung kháng: ZC =

= L = 2πfL

2 Công thức

+ Cảm kháng: ZL = L = 2πfL Dung kháng: ZC =

+ Định luật Ôm: I =

+ Nếu cường độ dòng điện chạy trên đoạn mạch là i = I0cos(t + i) thì biểu thức điện áp:

Giữa hai đầu điện trở thuần: uR = RI0cos(t + i)

Giữa hai đầu cuộn cảm thuần: uL = LI0cos(t + i + )

Giữa hai bản của tụ điện: uC = cos(t + i - )

+ Đoạn mạch chỉ có L hoặc C hoặc có cả L và C (không có R): = 1

* Phương pháp chuẩn hóa gán số liệu:

Bản chất của phương pháp “chuẩn hóa gán số liệu” là dựa trên việc thiết lập tỉ lệ giữa các đại lượng

vật lý (thông thường là các đại lượng cùng đơn vị), theo đó đại lượng này sẽ tỉ lệ theo đại lượng kia với

một hệ số tỉ lệ nào đó, nó giúp ta có thể gán số liệu đại lượng này theo đại lượng kia và ngược lại

Dấu hiệu nhận biết để áp dụng phương pháp này là bài ra sẽ cho biết các tỉ lệ giữa các đại lượng cùng

đơn vị; hoặc là biểu thức liên hệ giữa các đại lượng ấy với nhau có dạng tỉ số Sau khi nhận biết, xác

định được “đại lượng cần chuẩn hóa” thì ta bắt đầu tính toán, việc xác định được “đại lượng cần chuẩn

hóa” thông thường sẽ là đại lượng nhỏ nhất và gán cho đại lượng ấy bằng 1, các đại lượng khác sẽ từ

đó biểu diễn theo “đại lượng chuẩn hóa” này, đối với trường hợp số phức thì có thể chuẩn hóa số gán

cho góc bằng 0

Trong phần điện xoay chiều, ta sẽ xây dựng cách giải cho một số dạng toán về so sánh, lập tỉ số như:

độ lệch pha, hệ số công suất và so sánh các điện áp hiệu dụng trên các đoạn mạch, tần số thay đổi …

U R

Trang 19

Một bài tập sẽ có nhiều cách giải, nhưng nếu chọn cách giải theo phương pháp “Chuẩn hóa gán số liệu”

thì chắc chắn sẽ làm cho quá trình tính toán đơn giản hơn, giảm thiểu tối đa ẩn số, phù hợp với tính chất

của thi trắc nghiệm

III MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP

1 Lý thuyết

+ Tổng trở của đoạn mạch RLC nối tiếp: Z =

+ Định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp: I =

+ Góc lệch pha giữa u và i ( = u - i): tan =

- Nếu ZL > ZC thì  > 0 (u sớm pha hơn i): mạch có tính cảm kháng

- Nếu ZL < ZC thì  < 0 (u trể pha hơn i): mạch có tính dung kháng

+ Cộng hưởng: Khi ZL = ZC hay  = thì Z = Zmin = R; I = Imax = ;  = 0 Đó là trường hợp

đoạn mạch có cộng hưởng điện

+ Giãn đồ véc tơ cho các điện áp trên đoạn mạch RLC:

2 Công thức

+ Tổng trở: Z = Định luật Ôm: I = ; I0 =

+ Giá trị hiệu dụng: I = ; U = ; UR = IR; UL = IZL; UC = IZC

+ Công thức tính độ lệch pha giữa u và i: tan =

+ Biểu thức của u và i:

Nếu i = I0cos(t + i) thì u = U0cos(t + i + )

Nếu u = U0cos(t + u) thì i = I0cos(t + u - )

(R r) (Z LZ C)0

0 2

Trang 20

+ Cộng hưởng điện: Khi: ZL = ZC hay  = 2f = thì:

Z = Zmin = R;  = 0 (u cùng pha với i); I = Imax = ; P = Pmax =

+ Mạch RLC có L thay đổi: Khi L = L1 hoặc L = L2 (L1 ≠ L2) trong mạch có các đại lượng Z; I; UR;

UC; P; cos là như nhau, còn 1 = - 2 thì:

+ Mạch RLC có C thay đổi: Khi C = C1 hoặc C = C2 (C1 ≠ C2) trong mạch có các đại lượng Z; I; UR;

UC; P; cos là như nhau, còn 1 = - 2 thì:

Khi  = 1 hoặc  = 2 thì có UL1 = UL2; khi  = 0; có UL = ULmax thì:

Khi  = 1 hoặc  = 2; thì có UC1 = UC2; khi  = 0; có UC = UCmax thì:

 = ( +  )

Khi  = = thì: UC = UCmax =

+ Mạch RLC có f thay đổi: Khi f = f1 hoặc f = f2 (f1 ≠ f2) trong mạch có các đại lượng Z; I; UR; UC;

P; cos là như nhau, còn 1 = - 2 thì mạch có cộng hưởng khi f 2 = f1f2

* Giải một số bài tập về dòng điện xoay chiều nhờ máy tính fx-570ES:

+ Tính tổng trở Z và góc lệch pha  giữa u và i:

Tính ZL và ZC (nếu chưa có)

1

LC U R

2

U R

1 2

2 1

2 2

12

2 4

UL

R LCR C

Định dạng
Số trang	41
Dung lượng	1,48 MB