Bài 4. Dao động tắt dần dao động cưỡng bức

Lý thuyết và bài tập bài 4. Dao động tắt dần dao động cưỡng bức, chương I, Vật lý 12

DAO ĐỘNG TẮT DẦN - DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC

1. Khi không có ma sát con lắc dao động điều hòa với tần số riêng. Gọi là tần số riêng vì nó chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc.

2. Dao động tắt dần:

- Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi là dao động tắt dần.

- Nguyên nhân làm tắt dần dao động là do lực ma sát và lực cản của môi trường.

3. Dao động duy trì

Bài Tập / Bài Soạn: 

Câu C1 trang 20 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

Hãy làm thí nghiệm như Hình 4.3 SGK. Con lắc điều khiển D được kéo sang một bên rồi thả ra cho dao động.

a) Các con lắc khác có dao động không?

b) Con lắc nào dao động mạnh nhất? Tại sao? 

Lời giải chi tiết

Học sinh làm thí nghiệm quan sát và nhận xét:

a) Các con lắc khác có dao động vì các con lắc này đều chịu tác dụng của lực cưỡng bức do con lắc D dao động gây ra truyền qua dây nối các điểm treo của chúng nên chúng sẽ dao động cưỡng bức với chu kỳ bằng chu kỳ của con lắc D.

Câu C2 trang 20 sách giáo khoa Vật lý 12

Đề bài

a) Tại sao biên độ dao động cưỡng bức của thân xe trong ví dụ III.2 lại nhỏ?

b) Tại sao với một lực đẩy nhỏ ta có thể làm cho chiếc đu có người ngồi đung đưa với biên độ lớn?

Lời giải chi tiết

a) Vì tần số của lực cưỡng bức gây ra bởi chuyển động của pittong trong xilanh của máy nổ khác xa tần số riêng của khung xe.

b) Vì tần số do lực tác dụng (lực đẩy) bằng với tần số riêng của chiếc đu, gây ra sự cộng hưởng nên chiếc đu chuyển động có biên độ lớn

 

Bài 1 trang 21 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Nêu đặc điểm của dao động tắt dần. Nguyên nhân của nó là gì ?

Lời giải chi tiết

- Trong thực tế, khi kéo con lắc ra khỏi vị trí cân bằng rồi thả ra cho nó dao động, ta thấy biên độ dao động giảm dần. Dao động như vậy được gọi là dao động tắt dần.

- Nguyên nhân: Khi con lắc dao động, nó chịu lực cản của không khí. Lực cản này cũng là một loại lực ma sát làm tiêu hao năng lực của con lắc, chuyển hóa cơ năng thành nhiệt năng. Vì thế, biên độ dao động của con lắc giảm dần và cuối cùng, con lắc dừng lại.

Bài 2 trang 21 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Nêu đặc điểm của dao động duy trì?

Lời giải chi tiết

Dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng gọi là dao động duy trì.

Hay: 

+ Là dao động tự do mà người ta đã bổ sung năng lượng cho vật sau mỗi chu kì dao động, năng lượng bổ sung đúng bằng năng lượng mất đi.

   + Quá trình bổ sung năng lượng là để duy trì dao động chứ không làm thay đổi đặc tính cấu tạo, không làm thay đổi biên độ và chu kì hay tần số dao động của hệ.

Bài 3 trang 21 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Nêu đặc điểm của dao động cưỡng bức?

Lời giải chi tiết

- Dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn gọi là dao động cưỡng bức.

- Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.

Bài 4 trang 21 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Hiện tượng cộng hưởng là gì? Nêu điều kiện để có cộng hưởng. Cho ví dụ.

Lời giải chi tiết

- Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng dần lên đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng f0 của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng.

- Điều kiện cộng hưởng: f = f0

- Ví dụ: khi chơi xích đu, đưa võng,...

- Mỗi nhạc cụ đều có hộp cộng hưởng, để có thể dao động cộng hưởng nhiều tần số dao động khác nhau.

Bài 5 trang 21 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Một con lắc dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kì, biên độ giảm đi 3%. Phần năng lượng của con lắc bị mất đi trong một dao động toàn phần là bao nhiêu?

A. 3%.                                     B. 9%.

C. 4,5%.                                  D. 6%.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Sử dụng công thức tính cơ năng: \({\rm{W}} = {1 \over 2}k{A^2}\) 

Lời giải chi tiết

+ Gọi \(A\) - biên độ dao động ban đầu của con lắc

\(A'\)  - biên độ của con lắc sau một chu kì

Bài 6 trang 21 sách giáo khoa Vật lí 12

Đề bài

Một con lắc dài 44 cm được treo vào trần của một toa xe lửa. Con lắc bị kích động mỗi khi bánh của toa xe gặp chỗ nối nhau của đường ray. Hỏi tàu chạy thẳng đều với vận tốc bằng bao nhiêu thì biên độ dao động của con lắc sẽ lớn nhất? Cho biết chiều dài của mỗi đường ray là 12,5 m. Lấy g = 9,8 m/s2.

A. 10,7 km/h.                              B. 34 km/h.

C. 106 km/h.                               D. 45 km/h.

Phương pháp giải - Xem chi tiết


Giải các môn học khác

Bình luận

CHƯƠNG I. DAO ĐỘNG CƠ

CHƯƠNG II. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

  • Đề ôn tập học kì 1 – Có đáp án và lời giải
  • Đề thi học kì 1 của các trường có lời giải – Mới nhất

CHƯƠNG IV. DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

CHƯƠNG V. SÓNG ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VI. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VII. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

CHƯƠNG VIII. TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ

ĐỀ THI HỌC KÌ 2 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

  • Đề thi học kì 2 của các trường có lời giải – Mới nhất

ĐỀ THI THỬ THPT QUỐC GIA MÔN VẬT LÍ