Hằng ngày chúng ta thấy rất nhiều chuyển động, trong đó vật chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng. Chuyển động của người chơi đu là một ví dụ như vậy (Hình 1.1).
Hằng ngày chúng ta thấy rất nhiều chuyển động, trong đó vật chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng. Chuyển động của người chơi đu là một ví dụ như vậy (Hình 1.1).
Tần số góc và tần số của dao động điều hòa có liên hệ như thế nào?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải- Tần số góc: `\omega` `(rad//s)`
- Tần số: `f (Hz)`
`->` Mối liên hệ giữa tần số góc và tần số trong dao động điều hòa là:
`\omega = 2\pi.f`
(Trả lời bởi 2611)
Dựa vào đồ thị Hình 1.12, xác định các đại lượng sau:
a) Tần số góc của dao động.
b) Biên độ của dao động.
c) Vận tốc cực đại của vật dao động.
d) Gia tốc cực đại của vật dao động.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải`***` Hình `a`:
`a, \omega =[2\pi]/[0,4]=5\pi (rad//s)`
`b, A=0,03(m)=3(cm)`
`c, v_[max]=5\pi .3=15 \pi(cm//s)`
`d, a_[max]=(5\pi)^2 .3=75 \pi^2 (cm//s^2)`
`***` Hình `b`:
`a, \omega =[2\pi]/[0,4]= 5 \pi(rad//s)`
`b, A=[0,3]/[5\pi]=3/[50 \pi] (m)=6/[\pi] (cm)`
`c, v_[max]=30 (cm//s)`
`d, a_[max]=30.5\pi=150\pi (cm//s^2)`
`***` Hình `c`:
`a, \omega=[2\pi]/[0,4]=5\pi (rad//s)`
`b, A=5/[(5\pi)^2]=1/[5\pi^2] (m)`
`c, v_[max]=5\pi . 1/[5\pi^2]=1/[\pi] (m//s)`
`d, a_[max]=5(m//s^2)`
(Trả lời bởi 2611)
Dựa vào độ dốc của đồ thị li độ - thời gian, ta có thể xác định vận tốc của xe kĩ thuật số tại mỗi thời điểm. Từ các số liệu này có thể vẽ được đồ thị hình sin biểu diễn sự liên hệ giữa vận tốc và thời gian (Hình 1.12b).
Ví dụ, trong Hình 1.12a, độ dốc của đồ thị li độ - thời gian bằng 0, vận tốc bằng 0. Khi t tăng từ 0 s đến 0,2 s, độ dốc âm, vận tốc có giá trị âm. Tại t = 0,2 s, độ dốc bằng 0 một lần nữa. Từ t = 0,2 s đến t = 0,4 s, độ dốc dương, vận tốc có giá trị dương. Độ dốc của đồ thị li độ - thời gian có độ lớn cực đại tại các thời điểm t = 0,1 s; 0,3 s; 0,5 s; …
Bằng cách tương tự, dựa vào độ dốc của đồ thị vận tốc – thời gian ở Hình 1.12b, ta có thể tìm được gia tốc của xe tại mỗi thời điểm và vẽ được đồ thị hình sin như Hình 1.12c.
Dựa vào các đồ thị ở Hình 1.12, tìm:
Các thời điểm gia tốc của xe bằng 0.
Các thời điểm gia tốc của xe cực đại.
Giải thích cách làm.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiDựa vào các đồ thị ở Hình `1.12` ta có:
- Các thời điểm gia tốc của xe bằng `0` là `t={0,1 ; 0,3 ; 0,5} (s)`
- Các thời điểm gia tốc của xe cực đại là `t={0 ; 0,2 ; 0,4 ; 0,6} (s)`
Cách làm: dựa vào đồ thị ở hình `c`, ta chiếu các thời điểm ứng với trục `t` sang trục `a`.
(Trả lời bởi 2611)
Xác định pha của dao động tại vị trí 3 và vị trí 4.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiLi độ \(x=Acos\left(\omega t+\varphi\right)\)
Tại thời điểm t = 0, li độ x = A sau đó li độ giảm dần, vật chuyển động theo chiều âm. Do đó, pha ban đầu của dao động là \(\varphi=0\)
Vật chuyển động trong thời gian \(\dfrac{T}{2}\) đến vị trí thứ 3, thực hiện nửa dao động tương ứng với góc \(\pi\) rad.
Pha của dao động tại vị trí thứ 3 là \(\omega t+\varphi=\pi\) (rad)
Vật chuyển động trong thời gian \(\dfrac{3T}{4}\) đến vị trí thứ 3, thực hiện \(\dfrac{3}{4}\) dao động tương ứng với góc \(\dfrac{3\pi}{2}\) rad
Pha của dao động tại vị trí thứ 4 là \(\omega t+\varphi=\dfrac{3\pi}{2}\) (rad)
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Một vật dao động điều hòa với phương trình li độ: x = 5cos(10πt + \(\dfrac{\text{φ}}{2}\)) (cm). Xác định pha của dao động tại thời điểm 1/30 s.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiPha dao động của phương trình là: `10 \pi t + \varphi/2`
`=>` Pha dao động tại thời điểm `1/30 s` là: `10\pi .1/30 + \varphi/2=\pi/3+ \varphi/2`.
(Trả lời bởi 2611)
Mô tả trạng thái của hai vật dao động ở thời điểm t3 và t4 trong đồ thị Hình 1.14.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải- Tại thời điểm `t_3` thì `2` vật đều đang ở vị trí cân bằng và chuyển động theo chiều dương.
- Tại thời điểm `t_4` thì `2` vật đều ở biên âm.
(Trả lời bởi 2611)
Đồ thị Hình 1.18 biểu diễn hai dao động ngược pha.
Dựa vào đồ thị, xác định độ lệch pha của hai dao động này.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiHai dao động đều có chu kì `T` và thời điểm `t=0` tại vị trí cân bằng, nhưng tại cùng thời điểm tiếp theo thì:
- Dao động màu xanh đến biên dương.
- Dao động màu hồng đến biên âm.
Mà từ biên dương đến biên âm chênh lệch 1 góc `\pi`.
`=>` Độ lệch pha của hai dao động là: `\pi (rad)`
(Trả lời bởi 2611)
Dùng một lò xo, một quả cầu nhỏ bằng kim loại, sợi dây và giá thí nghiệm, thảo luận với bạn xây dựng phương án và thực hiện phương án tạo ra dao động của quả cầu treo ở một đầu lò xo.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiXây dựng phương án: Treo quả cầu ở một đầu lò xo, đầu còn lại của lò xo treo lên giá thí nghiệm. Nối một sợi dây với quả cầu. Ban đầu, vật treo trên lò xo đứng yên, lò xo nằm trên trục thẳng đứng. Ta tác dụng một lực kéo nhỏ lên sợi dây theo phương thẳng đứng chiều từ trên xuống dưới.
Thực hiện phương án: Quan sát thấy lò xo dãn rồi co lần lượt, vật chuyển động qua lại quanh vị trí ban đầu (vị trí cân bằng). Như vậy, ta có được dao động của vật treo ở đầu lò xo.
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)
Nêu ví dụ về dao động mà bạn quan sát được trong thực tế.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải-Tham khảo-
Một số dao động quan sát được trong thực tế:
- Dây đàn ghita dao động sau khi gảy.
- Màng trống dao động sau khi gõ vào.
- Con lắc đồng hồ dao động.
- Âm thoa dao động sau khi gõ vào
- Huyền dao động (nhấp nhô lên xuống tại chỗ) trên mặt nước.
....v.v....
(Trả lời bởi 2611)