Bài 4: Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng

Hướng dẫn giải

Bộ giảm chấn khối lượng điều chỉnh, còn được gọi là bộ giảm chấn sóng hài hoặc bộ giảm chấn, là một thiết bị được gắn trong các cấu trúc để giảm rung động cơ học, bao gồm một khối lượng được gắn trên một hoặc nhiều lò xo giảm chấn. Nó được xây dựng dựa trên hiện tượng cộng hưởng, tần số dao động của nó được điều chỉnh để giống với tần số cộng hưởng của vật thể mà nó được gắn vào, và làm giảm biên độ cực đại của vật thể trong khi trọng lượng nhỏ hơn nó rất nhiều.
Nó có thể ngăn ngừa sự rung lắc, hư hỏng hoặc hỏng hóc hoàn toàn về cấu trúc. Chúng thường được sử dụng trong truyền tải điện, ô tô và các tòa nhà.

(Trả lời bởi Mai Trung Hải Phong)

Hướng dẫn giải

Sau khi ngừng tác dụng lực vật vẫn sẽ chuyển động nữa nhưng với biên độ nhỏ dần rồi từ từ dừng lại.

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

VD: Khi ta đi xe máy, đến đoạn dừng đèn đỏ, ta tắt máy đi, xe sẽ dao động khoảng vài giây sau đó dừng lại. 

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

Dự đoán về dao động của con lắc trong các trường hợp vật nặng thực hiện dao động trong:

a) không khí: vật chuyển động nhanh với biên độ lớn và dừng lâu hơn hai trường hợp còn lại;

b) chất lỏng (nước/dầu): vật chuyển động chậm với biên độ nhỏ và dừng nhanh hơn so với không khí;

c) chất lỏng (nước/dầu) khi có gắn thêm vật cản: vật chuyển động với biên độ bằng khoảng cách từ vị trí cân bằng đến vị trí gắn vật cản và sẽ dừng lại nhanh nhất.

(Trả lời bởi Mai Trung Hải Phong)

Hướng dẫn giải

Tham khảo:

Nếu sự tắt dần có hại thì ta phải chống lại sự tắt dần bằng cách cung cấp thêm năng lượng cho hệ dao động. Ví dụ: con lắc đồng hồ...

Nếu sự tắt dần có lợi thì ta phải tăng cường ma sát để dao động tắt dần nhanh. Ví dụ: bộ giảm xóc của ôtô, xe máy…

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

Chúng ta sẽ bổ sung năng lượng để bù lại sự tiêu hao năng lượng do lực cản môi trường, chúng ta bổ sung năng lượng cho vật dao động bằng hai cách như truyền năng lượng bổ sung bằng đúng phần năng lượng tiêu hao ở cuối mỗi chu kì dao động của hệ bằng lực cùng chiều chuyển động hoặc sử dụng ngoại lực biến thiên điều hòa theo thời gian.

(Trả lời bởi Mai Trung Hải Phong)

Hướng dẫn giải

Ví dụ: Kéo một con lắc lò xo rồi thả ra. Con lắc lò xo sẽ dao động tắt dần, bây giờ ta đặt một lực do tay ta tạo ra lên con lắc

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

Những con lắc khác cũng dao động do hiện tượng cộng hưởng, mỗi con lắc dao động với tần số khác nhau.

Con lắc dao động mạnh nhất là con lắc có chu kì gần nhất với chu kì dao động của con lắc, mặc khác chu kì dao động của các con lắc đơn lại tỉ lệ với chiều dài → con lắc có chiều dài gần nhất với chiều dài của con lắc do đó sẽ dao động với biên độ lớn nhất.

(Trả lời bởi Mai Trung Hải Phong)

Hướng dẫn giải

Tham khảo:

- Trường hợp hiện tượng cộng hưởng có lợi:

+ Hộp đàn của các đàn ghi – ta, violon có tác dụng làm cho âm thanh phát ra được to hơn.

+ Lò vi sóng hoạt động dựa trên hiện tượng cộng hưởng giúp thực phẩm được nóng lên nhanh hơn.

- Trường hợp hiện tượng cộng hưởng có hại:

Hiện tượng cộng hưởng làm cho các hệ dao động như tòa nhà, cầu, bệ máy, khung xe dao động mạnh hơn dẫn đến bị đổ hoặc gãy gây thiệt hại về tài sản, kinh tế.

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

Tham khảo:

Bộ giảm chấn khối lượng được thiết kế là một con lắc thép nặng 660 tấn (728 tấn Mỹ) đóng vai trò làm một thiết bị giảm chấn khối lượng điều chỉnh, có chi phí là 132 triệu Đài tệ (4 triệu USD).Được treo lơ lửng từ tầng 92 xuống tầng 87, con lắc đu đưa để bù chuyển động trong tòa nhà do các cơn gió mạnh gây ra. Khối cầu của thiết bị này là khối cầu giảm chấn lớn nhất trên thế giới, gồm có 41 tấm thép tròn có đường kính khác nhau, mỗi tấm dày 125 mm (4,92 in), được hàn vào nhau để hình thành một khối cầu có đường kính 5,5 m (18 ft). Hai thiết bị giảm chấn khối lượng điều chỉnh khác, mỗi cái nặng 6 tấn (7 tấn Mỹ), được đặt tại đỉnh của chóp để giúp tránh tổn thất cho cấu trúc do gió mạnh. Ngày 8 tháng 8 năm 2015, gió mạnh từ Bão Soudelor làm đu đưa thiết bị giảm chấn chính 100 xentimét (39 in) – chuyển động lớn nhất từng ghi nhận được.

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))