Chuyển động tròn đều – Bài 6 trang 34 sgk Vật lí 10. 6. Tần số của chuyển động tròn đều là gì? Viết công thức liên hệ giữa chu kì và tần số.
6. Tần số của chuyển động tròn đều là gì? Viết công thức liên hệ giữa chu kì và tần số.
– Tần số của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây. Đơn vị tần số là vòng/s hoặc héc [Hz]
– Công thức liên hệ giữa chu kì và tần số: f = 1/T
Câu 5: SGK Vật lí 12 – Trang 8:
Giữa chu kì, tần số và tần số góc có mối liên hệ như thế nào?
Mối liên hệ giữa tần số, chu kì, tần số góc trong dao động điều hòa: $\omega = 2\pi f = \frac{2\pi }{T}$
Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm lí 12 bài 1: Dao động điều hoà [P3]
Từ khóa tìm kiếm Google: gợi ý câu 5,hướng dẫn câu 5, cách làm câu 5 bài 1 dao động điều hòa
Việc hiểu, nhớ và áp dụng nhanh các công thức vật lý 12 vào các đề kiểm tra là vô cùng quan trọng. Vì vậy hôm nay Kiến Guru muốn chia sẻ đến các bạn tổng hợp các công thức hay, hiệu quả, thường được áp dụng để giải nhanh các câu hỏi vật lý. Để tiện theo dõi, bài viết này sẽ tập trung vào chương 1 và chương 2 của chương trình vật lý 12. Hy vọng đây sẽ là một nguồn tài liệu tham khảo hữu ích dành cho các bạn. Cùng nhau khám phá bài viết nhé.
I. Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 1.
1. Dao động điều hòa.
- Phương trình dao động điều hòa: x=Acos[ωt+φ], trong đó:
+ A là biên độ dao động, cũng là li độ cực đại của vật, A>0.
+ ωt+φ: là pha dao động tại thời điểm t.
+ φ là pha ban đầu, tức là tại thời điểm t=0.
- Chu kì, tần số, tần số góc:
+ Chu kì T [s] là khoảng thời gian mà vật thực hiện xong 1 dao động toàn phần, hay có thể hiểu là khoảng thời gian giữa 2 lần vật lặp lại trạng thái dao động.
+Tần số f [Hz] là số dao động tuần hoàn thực hiện được trong 1s.
+Tần số góc ω [rad/s] có mối liên hệ với chu kì và tần số: ω=2πf=2π/T
Ngoài ra có thể tính tần số góc theo công thức:
Vận tốc của dao động điều hòa: v = x’ = -Aωsin[ωt+φ].
Gia tốc của dao động điều hòa: a = v’ = -Aω² cos[ωt+φ]= - xω²
Đồ thị dao động điều hòa:
Trong một chu kì vật dao động luôn đi được một quãng đường 4A. Trong ¼ chu kì vật dao động luôn đi được quãng đường A.
Vật dao động trong khoảng có chiều dài L=2A.
Hệ thức độc lập:
Một số giá trị đặc biệt:
+ xmax=A
+ vmax=Aω [tại VTCB]
+ amax=Aω² [tại biên]
2. Con lắc lò xo.
Con lắc lò xo là một hệ thống bao gồm 1 lò xo có độ cứng là k, tạm thời bỏ qua ảnh hưởng của khối lượng [điều kiện lý tưởng]: một đầu cố định, một đầu gắn vật nặng có khối lượng m [bỏ qua sự ảnh hưởng của kích thước].
Phương trình ly độ của con lắc: x=Acos[ωt+φ].
Tần số góc:
Nếu trong khoảng thời gian Δt vật thực hiện N dao động tuần hoàn thì ta có:
Nếu mắc vật có khối lượng:
+ m=m1+m2 thì chu kì dao động lúc này sẽ là: T2=T12-T22
+ m=m1-m2, chu kì dao động sẽ là: T2=T12-T22
Cắt ghép lò xo:
+ Cắt lò xo: kl=k1l1=k2l2
+ Ghép lò xo:
nếu k1 song song k2: k=k1+k2
nếu k1 nối tiếp k2: 1/k=1/k1+1/k2
Cách lập phương trình dao động điều hòa: ta cần xác định các thông số A, ω, φ
+ A: dựa vào hệ thức độc lập, chiều dài quỹ đạo, vận tốc cực đại,…
+ ω: dựa vào công thức tính chu kì…
+ φ: là thời điểm t=0: x0=Acosφ, suy ra cosφ=x0/A
Năng lượng khi dao động:
Động năng:
Thế năng:
Cơ năng = động năng + thế năng.
Xét con lắc lò xo treo thẳng đứng:
Đây là một trường hợp đặc biết, gọi l0 là chiều dài tự nhiên của lò xo, ∆l là độ dãn của lò xo khi vật ở VTCB, lb là chiều dài của lò xo khi ở VTCB: lb=l0+∆l
Khi vật ở VTCB: Fdh=P ↔ k∆l=mg, suy ra:
Lực đàn hồi của lò xo ở vị trí li độ x: Fdh=k[∆l+x]
Lực đàn hồi cực đại: Fdh max=k[∆l+A]
Lực đàn hồi cực tiểu: Fdh min=k[∆l-A]
Lực hồi phục: là lực tổng hợp tác dụng lên vật nặng treo ở dưới của lò xo, có xu hướng đưa vật về VTCB:
Fhp=|kx
3. Con lắc đơn
II. Tổng hợp công thức vật lý 12 chương 2.
1. Tổng hợp kiến thức vật lý 12: đặc trưng cơ bản của sóng.
Sóng do nguồn tại O: uo=Acos[ωt]
Sóng tại điểm M cách O 1 đoạn là d: uM=Acos[ωt-2πd/λ], với ω=2πf
Bước sóng: λ=vT=v/f
Vận tốc truyền sóng: v=s/t [tức là quãng đường chia cho thời gian]
Độ lệch pha giữa 2 điểm trên phương truyền sóng, cách nhau 1 đoạn d: Δφ=2πd/λ
+ 2 dao động là cùng pha khi: d=kλ
+ 2 dao động ngược pha khi: d=[k+1/2]λ
2. Giao thoa sóng.
Xét 2 sóng kết hợp tại nguồn A và B có cùng biểu thức: u=Acos[ωt]
Xét điểm M cách nguồn A khoảng d1, cách B khoảng d2
+ Biểu thức sóng tại M do A truyền tới: uA=Acos[ωt-2πd1/λ]
+ Biểu thức sóng tại M do B truyền tới: uB=Acos[ωt-2πd2/λ]
+ Biểu thức sóng tổng hợp tại M: uM=uA+uB
+ Biên độ sóng tổng hợp tại M: AM=2A|cos[π[d2-d1]/λ]|
+ Cực đại giao thoa: AM_max=2A ↔ d2-d1=kλ
+ Cực tiểu giao thoa: AM_min=0 ↔ d2-d1=[k+1/2]λ
3. Sóng dừng.
Gọi l là chiều dài của dây, k là số bó sóng
+ Nếu 2 đầu dây cố định: l=kλ/2
+ Nếu 1 đầu cố định, 1 đầu tự do: l=[k+1/2] λ/2
III. Ví dụ áp dụng nhanh công thức vật lý 12.
1. Áp dụng công thức lý 12 chương 1.
2. Áp dụng công thức vật lý 12 chương 2.
Ví dụ 1: Xét dây AB có chiều dài 100cm, đầu B cố định, đầu A gắn với một nhánh của âm thoa dao động điều hòa với tần số không đổi 40Hz. Quan sát thấy trên dây AB xuất hiện sóng dừng, A là nút sóng. Vận tốc truyền sóng là 20m/s. Nếu xét cả hai đầu mút A và B thì trên dây có:
A. 5 nút và 4 bụng B. 6 nút và 5 bụng
C. 3 nút và 3 bụng D. 8 nút và 7 bụng
Hướng dẫn giải:
Bước sóng được tính theo công thức: λ = v/f = 20/40 = 0,5m = 50cm.
Suy ra số bụng sóng quan sát được trên dây [do hai đầu A và B của sợi dây cố định nên]: l = kλ/2 [với k là số bụng sóng]
=> k = 2l/λ = 2.100/50 = 4
Số nút sóng: Số nút = Số bụng + 1 = 4 + 1 = 5 [nút]
Vậy chọn đáp án A.
Ví dụ 2. Xét hai nguồn phát sóng kết hợp S1 và S2 dao động theo phương vuông góc với mặt chất lỏng có phương trình u = 2cos40πt [trong đó u [cm], t [s]]. Vận tốc truyền sóng là 80 cm/s. Gọi M là điểm trên mặt chất lỏng có khoảng cách tới S1,S2 lần lượt là 12 cm và 9 cm. Giả sử biên độ không đổi trong quá trình truyền sóng. Biên độ sóng tổng hợp dao động tại M là:
A. √2 cm. B. 2√2 cm.
B. 6 cm. D. 8 cm.
Hướng dẫn giải:
Trên đây là những công thức vật lý 12 mà Kiến Guru muốn chia sẻ tới các bạn. Hy vọng qua bài viết, các bạn sẽ tự ghi nhớ lại kiến thức cũng như rèn luyện tư duy giải nhanh các câu trắc nghiệm vật lý. Điều này là vô cùng quan trọng khi tham gia các kì thi. Nó vừa giúp bạn tiết kiệm thời gian, đồng thời cũng hạn chế những sai sót không đáng có. Ngoài ra, để chuẩn bị tốt cho kì thi THPT Quốc Gia, các bạn có thể tham khảo thêm các bài viết ôn tập khác trên trang của Kiến Guru nhé. Chúc các bạn đạt kết quả tốt.
Bài viết này sẽ tổng hợp tất cả các cách biến và hữu dụng nhất để tính được tần số sóng. Từ công thức tính tần số dựa vào bước sóng trong phần sóng, sóng điện từ cho đến tần số góc của chuyện động tròn.
Tần số hoặc tần số sóng, là phép đo số lượng dao động ghi nhận được trong một thời gian xác định. Tùy thuộc vào các thông tin để bài cho mà bạn có thể tính được tần số theo cách này hay cách khác.
Vậy thì còn ngại gì nữa mà không lấy giấy bút ra, thực hành và nắm bắt ngay tất tần tật các công thức mà bạn có thể sử dụng mọi lúc mọi nơi như thế này. Bắt đầu nào!
I. Công thức tần số: Dựa vào bước sóng.
1. Công thức: Khi biết trước bước sóng và vận tốc dao động, tần số có thể được tính như sau: f = V / λ
- Trong công thức này, V là vận tốc sóng, f là tần số và λ là bước sóng.
- Ví dụ : Một âm thanh lan truyền trong không khí có bước sóng là 322nm, vận tốc của nó là 320m/s. Hỏi tần số là bao nhiêu?
2. Đổi bước sóng sang đơn vị m nếu cần thiết. Nếu bước sóng được cho ở dạng nano-mét, bạn cần sang đơn vị chuẩn là mét bằng cách lấy giá trị đó chia cho số nanomet trong một mét.
Chú ý, khi giá trị bạn đang xử lý rất bé hoặc rất lớn, bạn cần phải chuyển giá trị đó về dạng số liệu khoa học chuẩn để dễ dàng hơn. Trong bài viết này, một vài giá trị có thể không được ghi dưới dạng chuẩn, nên khi bạn làm bài tập hoặc bài kiểm tra hoặc tham gia vào diễn đàn khoa học, bạn cần đổi lại.
Ví dụ: λ = 322 nm
322 nm x [1 m / 109 nm] = 3,22 x 10-7 m = 0,000000322 m [Đơn vị chuẩn]
3. Vận tốc sóng chia cho bước sóng. Để tính tần số, f, ta lấy vận tốc lan truyền của sóng, V, chia cho bước sóng ở đơn vị mét, λ.
Ví dụ: f = V / λ = 320 / 0,000000322 = 993788819,88 = 9,94 x 108 Hz [Đơn vị tần số]
II. Công thức tần số: Tần số sóng điện từ trong chân không
1. Công thức. Công thức tần số sóng trong chân không cũng sẽ giống với công thức tính trong môi trường ngoài chân không. Tuy nhiên, trong môi trường chân không thì vận tốc sóng sẽ không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác, vì thế vận tốc sóng điện từ trong trường hợp này sẽ bằng với vận tốc ánh sáng. Do đó, công thức tính là: f = C / λ
Ta có, C là vận tốc ánh sáng, f là tần số và λ là bước sóng.
Ví dụ: một sóng điện từ có bước sóng là 569 nm truyền trong môi trường chân không. Hỏi tần số f của sóng điện từ này là bao nhiêu?
2. Quy đổi bước sóng về đơn vị chuẩn m nếu cần.. Tuy nhiên, nếu bước sóng được đưa dưới đơn vị khác, ví dụ như micromet chửa chuẩn, bạn cần chuyển đổi về đơn vị mét bằng cách lấy giá trị đó chia cho số micromet trong một mét.
Chú ý, khi giá trị bạn đang xử lý rất bé hoặc rất lớn, bạn cần phải chuyển giá trị đó về dạng số liệu khoa học chuẩn để dễ dàng hơn. Trong bài viết này, một vài giá trị có thể không được ghi dưới dạng chuẩn, nhưng khi bạn làm bài tập hoặc bài kiểm tra hoặc tham gia vào diễn đàn khoa học, bạn cần đổi lại.
Ví dụ: λ = 573 nm
573 nm x [1 m / 109 nm] = 5,73 x 10-7 m = 0,000000573m
3. Lấy tốc độ ánh sáng chia cho bước sóng.[1] Vận tốc ánh sáng là một hằng số, nên trong trường hợp đề bài có cho sẵn giá trị này hay không thì ta vẫn sẽ dùng 3.00 x 108 m/s là vận tốc ánh sáng. Lấy giá trị này chia cho bước sóng theo đơn vị m.
Ví dụ: f = C / λ = 3,00 x 108 / 5,73 x 10-7 = 5,24 x 1014 Hz [Đơn vị tần số]
III. Công thức tính tần số: Dựa trên thời gian hoặc chu kỳ
1. Công thức. Tần số và thời gian là hai đại lượng cần để hoàn thành một dao động sóng và chúng tỉ lệ nghịch với nhau . Vậy công thức tần số khi biết thời gian hoàn thành dao động là: f = 1 / T[2]
Trong đó, f là tần số và T là chu kỳ thời gian hay lượng thời gian cần để chúng hoàn thành một dao động.
Ví dụ: Một sóng hoàn thành dao động trong 0,32 giây. Hỏi tần số của sống là bao nhiêu?
2. Lấy số dao động chia cho tổng thời gian. Thường thì đề bài sẽ cho ta thời gian cần thiết để hoàn thành một dao động, trong trường hợp này, ta lấy nghịch đảo của chu kỳ thời gian [lấy 1 chia cho T]. Nếu chu kỳ thời gian có sẵn là chu kỳ của nhiều dao động, bạn cần lấy số dao động chia cho tổng chu kỳ thời gian để có thể hoàn thành tất cả các dao động đó.
Ví dụ A: f = 1 / T = 1 / 0,32 = 3,1252
3. Ghi đáp án. Bằng cách thực hiện phép tính như trên thì ta sẽ có được tần số của sóng. Bạn cần ghi kèm theo đơn vị tần số là Hz.
Ví dụ A: Tần số của sóng là 3,125 Hz.
IV. Công thức tính tần số: Dựa trên tần số góc
1. Khi đã biết tần số góc của một sóng, để tính tần số chuẩn của sóng đó, ta áp dụng công thức sau : f = ω / [2π][3]
Trong đó, ω là tần số góc và f là tần số chuẩn. Cũng như các bài toán khác thì π là hằng số pi.
Ví dụ: một sóng chuyển động tròn có tần số góc là 7,16 radian trên giây. Hỏi tần số của sóng là bao nhiêu ?
2. Nhân đôi giá trị pi để ta xác định được mẫu số theo công thức trên, ta nhân giá trị pi, tức 3,14, với 2.
Ví dụ: 2 * π = 2 * 3,1415 = 6,283
3. Lấy tần số góc chia cho 2 π. Lấy tần số góc của sóng, được cho dưới đơn vị là radian trên giây, chia cho 6,283 [2 π] giá trị thu được khi nhân đôi giá trị của hằng số π .
Ví dụ: f = ω / [2π] = 7,17 / [2 * 3,1415] = 7,17 / 6,283 = 1,14 Hz
Vừa rồi chúng ta đã cùng đi qua những công thức tính tần số phổ biến nhất mà chúng ta có thể bất ngờ gặp phải khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Các bạn hãy luyện tập thật nhiều để làm thật thành thục khi sử dụng.
Cùng với đó đối với từng công thức sẽ gắn với một kiến thức nhất định của chương trình học, hay học hiểu những phần đó để không áp dụng nhầm lẫn giữa các công thức tính tần số khi làm bài tập và thi cử nhé.
Chúc các bạn thành công với những công thức này và hẹn các bạn vào các bài viết công thức sắp tới nhé!