Bài 4. Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức

DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC

1. Dao động tắt dần

• Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
• Giải thích: Khi con lắc dao động, nó chịu lực cản của không khí. Lực cản này làm tiêu hao cơ năng của con lắc, chuyển hóa cơ năng dần thành nhiệt năng. Do đó biên độ giảm dần và cuối cùng con lắc dừng lại.
• Ứng dụng: Các thiết bị đóng cửa tự động, giảm xóc...

2. Dao động duy trì

• Dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng được gọi là dao động duy trì
• Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì

Với đồng hồ dùng dây cót, khi lên dây cót ta đã tích lũy vào dây cót một thế năng nhất định. Dây cót cung cấp năng lượng cho con lắc thông qua một cơ cấu trung gian, cho phép chính con lắc điều khiển sự cung cấp năng lượng theo chu kì riêng của nó.

Ngày nay người ta thường dùng loại đồng hồ điện tử, được cung cấp bằng pin.

3. Dao động cưỡng bức 

• Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn

• Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức
• Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào cả biên độ của lực cưỡng bức và độ chênh lệch giữa tần số cưỡng bức và tần số riêng 
• Khi tần số của lực càng gần với tần số riêng thì biên độ dao động càng lớn

4. Hiện tượng cộng hưởng

• 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 \(f=f_0\) gọi là điều kiện cộng hưởng
• Hiện tượng cộng hưởng vừa có hại vừa có lợi

Những hệ dao động như tòa nhà, bệ máy, cầu...đều có tần số riêng. Phải cẩn thận không để cho các hệ đó chịu tác dụng của lực cưỡng bức mạnh có tần số bằng tần số riêng của hệ

Hộp đàn guitar, violin...là những hộp cộng hưởng được cấu tạo sao cho không khí trong hộp có thể dao động cộng hưởng với nhiều tần số khác nhau của dây đàn