Dao động tắt dần – giao động cưỡng bức – Dao động duy trì là gì?

Dao động tắt dần – giao động cưỡng bức là gì? Kiến thức vật lý lớp 12 vô cùng quan trọng và bạn cần phải ghi nhớ và quan tâm đến những phần nào?

– Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về dao động tắt dần và dao động cưỡng bức trong bài viết sau đây nhé.

Xem ngay:

dao dong tat dan 1

Dao động tắt dần

– Dao động tắt dần là dao động có biên độ dao động, năng lượng dao động giảm dần theo thời gian. Nguyên nhân gây ra dao dộng tắt dần là do lực ma sát.

– Sau mỗi chu kỳ dao động, năng lượng của vật dao động mất đi một phần. Năng lượng đó chuyển hóa thành năng lượng để thắng công cản do lực ma sát của môi trường sinh ra.

=> Ví dụ cho hiện tượng giao động tắt dần

– Về con lắc lò xo, khi kéo con lắc khỏi vi trị cần bằng, ta có cơ năng W=1/2 kA^2. Càng dao động thì biên độ con lắc lò xo càng giảm và đến một lúc nào đó thì dừng lại.

– Nguyên nhân là do lực ma sát chuyển hóa thành nội năng giữa con lắc lò xo và giá đỡ. Cơ năng giảm, mà độ cứng không đổi, ta suy ra biên độ của con lắc giảm.

+ Khi lực ma sát càng nhỏ, dao động tắt dần càng chậm, và ngược lại.

Ứng dụng

– Dao động tắt dần vừa có lợi vừa có hại tùy vào mỗi trường hợp:

  • Ví dụ về có lợi: Bộ phận giảm xóc xe máy, bộ phận đóng khép cửa tự động,….
  • Ví dụ về có hại: Đồng hồ quả lắc dao động một lúc rồi dừng lại

– Chú ý: Dao động tắt dần càng nhanh theo thứ tự môi trường: không khí, nước, dầu,…(mật độ vật chất trong môi trường càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh).

Dao động cưỡng bức

– Dao động cưỡng bước là dao động chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn

F=Fo.cos(ωt + φ)

– Trong đó ω=2πf với f là tần số của ngoại lực cưỡng bức.

Đặc điểm

Có 2 đặc điểm chính của dao động cưỡng bức như sau:

  • Về tần số: Trong khoảng thời gian ban đầu nhỏ, dao động của vật sẽ là một dao động phức tạp vì đó là sự tổng hợp của dao động riêng và của dao động do ngoại lực gây ra.

– Sau khoảng thời gian nhỏ này, dao động riêng bị tắt dần hẳn, chỉ còn lại dao động do tác dụng của ngoại lực gây ra và đó là dao động cưỡng bức, dao động cưỡng bức này có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.

  • Về biên độ: Dao động cưỡng bức sẽ có biên độ phụ thuộc vào F0, vào ma sát và đặc biệt sẽ phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số f của lực cưỡng bức và tần số riêng f0 của hệ.

– Nếu tần số f càng gần với tần số riêng f0 thì biên độ của dao động cưỡng bức sẽ càng tăng, và nếu f ≈ f0 thì xảy ra cộng hưởng.

=> Chú ý: Dao động duy trì và dao động cưỡng bức có những sự khác biệt sau:

+ Về sự bù đắp năng lượng

  • + Tự dao động: cung cấp một lần năng lượng, sau đó hệ sẽ tự bù đắp năng lượng từ từ cho con lắc.
  • + Dao động cưỡng bức: sẽ bù đắp năng lượng cho con lắc từ từ trong từng chu kì và do ngoại lực thực hiện thường xuyên.

+ Về tần số

  • + Tự dao động: dao động duy trì và theo tần số f0 của hệ.
  • + Dao động cưỡng bức: dao động duy trì và theo tần số f của ngoại lực.

Sự cộng hưởng

– Định nghĩa: Cộng hưởng là hiện tượng biên độ của dao động cưỡng bức đạt cực đại khi tần số của ngoại lực bằng tần số riêng.

=> Ví dụ: Một con lắc lò xo có tần số góc bằng 10 rad. Người ta làm thí nghiệm và thấy rằng khi tần số ngoại lực bằng 10 rad thì biên độ của con lắc lò xo đạt cực đại

Trong xây dựng, người ta rất chú ý đến sự cộng hưởng. Mỗi vật đều có tần số riêng, giả dụ khi xây cầu mà để xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì rất dễ sụp đổ vì nó dao động với biên độ lớn.

– Tính chất: Khi biên độ cưỡng bức lớn nhất và ω=Ω => xảy ra hiện tượng cộng hưởng

Ứng dụng

– Hiện tượng cộng hưởng có rất nhiều ứng dụng trong y học, điện lực, truyền hình, xây dựng. Có thể kể đến một vài ứng dụng tiêu biểu như: Máy chụp cộng hưởng từ sử dụng trong y học để chụp ảnh các cơ quan nội tạng bên trong con người.

Dao động duy trì

– Dao động duy trì là dao động có biên độ được giữ không đổi nhờ một nguồn năng lượng tích trữ sẵn trong hệ.

=> Ví dụ

Con lắc đồng hồ chạy được trong một khoảng thời gian dài là một ví dụ. Ở đây, pin đồng hò hoặc là dây cót đồng hồ là nguồn năng lượng để duy trì biên độ dao động của hệ.

Đặc điểm của hệ dao động duy trì

  • Về tần số: Tần số của hệ dao động duy trì bằng tần số dao động riêng của hệ
  • Về biên độ: Biên độ của hệ dao động duy trì chỉ phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu hoặc được định sẵn khi thiết kế.

Tính chất

  • – Dao động duy trì có tần số, chu kỳ, tần số góc giống với dao động điều hòa
  • – Ta có thêm khái niệm dao động tự do: Dao động chỉ chịu tác dụng của nội lực hay chu kì và tần số của vật chỉ phụ thuộc vào đặc tính riêng của vật (Ví dụ: Con lắc lò xo)
  • – Người ta còn nói dao động duy trì là sự tự dao động. Bộ phận cung cấp năng lượng nằm trong hệ nên khi ta kích thích lần đầu, vật sẽ tự dao động.

Ứng dụng: con lắc đồng hồ,….

– Mong rằng những chia sẽ trên sẽ giúp cho bạn một phần nào đó trong việc học tập của mình. Xin chân thành cảm ơn bạn khi đã xem hết bài viết này. Để có thể xem thêm nhiều bài viết hơn nữa hãy truy cập vào trang: bluefone.com.vn

We will be happy to hear your thoughts

Leave a reply