- Dao động của vật dưới tác dụng của ngoại lực điều hòa trong giai đoạn ổn định được gọi là dao động cưỡng bức. Ngoại lực điều hòa tác dụng vào vật khi này được gọi là lực cưỡng bức
- Tính chất của dao động cưỡng bức
+ Dao động cưỡng bức trong giai đoạn ổn định là dao động điều hòa
+ Tần số góc của dao động cưỡng bức bằng tần số góc của lực cưỡng bức
+ Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ F0, độ chênh lệch giữa tần số góc của lực cưỡng bức và tần số góc riêng của hệ, lực cản của môi trường xung quanh
Hợp lực của các lực tác dụng lên vật khi dao động đươc gọi là lực kéo về [hay lực phục hồi]. Lực này luôn hướng về vị trí cân bằng.
- Lực kéo về được tính bởi công thức sau:
- Vậy lực kéo về cực đại có công thức là:
Vận tốc, gia tốc[sửa | sửa mã nguồn]
Vận tốc của con lắc ở vị trí bất kì[sửa | sửa mã nguồn]
Gia tốc của con lắc đơn[sửa | sửa mã nguồn]
Vì khi vật dao động, quỹ đạo là một phần của cung tròn [nhưng không phải chuyển động tròn đều] nên gia tốc được tách thành 2 thành phần đó là gia tốc hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến. Mà vectơ của 2 gia tốc này luôn vuông góc nên gia tốc toàn phần xảy ra theo định lý Pythagoras.
- Gia tốc hướng tâm:
- Gia tốc tiếp tuyến:
- Gia tốc toàn phần:
Năng lượng dao động[sửa | sửa mã nguồn]
Nếu bỏ qua ma sát thì con lắc dao động mãi mãi quanh vị trí cân bằng, vì cơ năng được bảo toàn.
Các hệ thức liên quan[sửa | sửa mã nguồn]
- Tốc độ cực đại:
- Gia tốc cực đại:
- Hệ thức độc lập với thời gian:
Sai số của đồng hồ quả lắc[sửa | sửa mã nguồn]
Gọi là chu kỳ chạy đúng của đồng hồ quả lắc.
Gọi là chu kỳ chạy sai. Nếu thì đồng hồ chạy chậm, thì đồng hồ chạy nhanh.
Thời gian đồng hồ chạy sai trong 1 s do thay đổi vị trí của nó trên Trái Đất được tính bởi công thức:
, một con lắc đơn và một con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa cùng tần số. Biết con lắc đơn có chiều dài 49cm và con lắc lò xo có độ cứng 10N/m. Khối lượng vật nhỏ của con lắc lò xo là
Câu 3:
Một con lắc lò xo có tần số dao động riêng là f0 chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng bức Fh = F0cos2πft Dao động cưỡng bức của con lắc có tần số là
Câu 4:
Một toa xe trượt không ma sát trên một đường dốc xuống dưới, góc nghiêng của dốc so với mặt phẳng nằm ngang là α = π/6 Lấy gia tốc trọng trường g = 10m/s2. Treo lên trần toa xe một con lắc đơn gồm dây treo dài 1[m] nối với một quả cầu nhỏ. Trong thời gian xe trượt xuống, chu kì dao động nhỏ của con lắc đơn là
Câu 5:
Tại một nơi trên Trái Đất có gia tốc rơi tự do g, một con lắc đơn mà dây treo dài l đang dao động điều hòa. Thời gian ngắn nhất để vật nhỏ của con lắc đơn đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng là
Câu 6:
Một con lắc lò xo đnag dao động tắt dần với cơ năng ban đầu của nó là 8J, sau ba chu kì đầu tiên biên độ của nó giảm đi 10%. Phần cơ năng chuyển thành nhiệt sau khoảng thời gian đó là
Câu 7:
Một con lắc lò xo có vật nặng với khối lượng m = 100g và lò xo có độ cứng k = 10N.m đang dao động điều hòa với biên độ 2cm. Trong mỗi chu kì dao động, thời gian mà vật nặng cách vị trí cân bằng lớn hơn 1cm là bao nhiêu
Câu 8:
Một lò xo có chiều dài tự nhiên 20cm, độ cứng 20N/m gắn lò xo trên thanh nhẹ OA nằm ngang, một đầu lò xo gắn với O, đầu còn lại gắn quả cầu có khối lượng m = 200g sao cho quả cầu có thể chuyển động không ma sát trên thanh ngang OA. Cho thanh quay trong đều xung quanh trục thẳng đứng đi qua O thì chiều dài của lò xo lúc này là 25cm. Trong 14s thành OA quay được số vòng gần giá trị nào sau đây
Câu 9:
Một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ dài A. Khi nó đi qua vị trí cân bằng thì điểm I của sợi dây được giữ lại và sau đó tiếp tục dao động điều hòa với chiều dài sợi dây chỉ bằng 1/4 lúc đầu. Biên độ dao động đó là
Câu 10:
Con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m gắn vào lò xo có độ cứng k đặt nằm ngang dao động điều hòa, mốc thế năng ở vị trí cân bằng, khi thế năng bằng 1/3 động năng thì lực đàn hồi tác dụng lên vật có độ lớn bằng
Câu 11:
Một vật dao động điều hòa có độ lớn vận tốc cực đại là 10π cm/s. Tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động là
Câu 12:
Một vật dao động điều hòa từ điểm M trên quỹ đạo đi 9cm thì đến biên. Trong 0,35 chu kì tiếp theo đi được 9cm. Tính biên độ dao động
Câu 13:
Một lò xo nhẹ có độ cứng 120N/m được kéo căng theo phương nằm ngang và hai đầu gắn cố đinh vào điểm chính giữa của lò xo. Kích thích để m dao động nhỏ theo trục Ox trùng với trục của lò xo. Gốc O ở vị trí cân bằng chiều dương từ A đến B. Tính độ lớn lực tác dụng vào A khi m có li độ 3cm.
Câu 14:
Một lò xo có k = 100N/m, vật nặng có khối lượng 1kg được treo thẳng đứng, vật được đặt trên một giá đỡ D. Ban đầu giá đứng yên và lò xo dãn 1cm. Cho giá chuyển động xuống dưới với a = 1m/s
Con lắc đồng hồ thuộc dao động gì?
Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì.
Dao động của đồng hồ là gì?
Tần số dao động trên đồng hồ là một con số biểu thị số vòng xoay bộ phận Bánh Lắc thực hiện trong 1 giờ [có đơn vị là Hz hoặc vph – vibrations per hour. Tần số dao động còn gọi là nhịp đập trong một giờ [đơn vị bph – beat per hour].
Dao động tắt dần là dao động như thế nào?
Dao động tắt dần là các dao động có năng lượng và biên độ giảm dần theo thời gian. Nguyên nhân dẫn đến dao động tắt dần xảy ra do lực ma sát hay lực cản của môi trường gây ra. Chu kỳ và tân số của dao động tắt dần không phụ thuộc tới biên độ dao động mà phụ thuộc vào tần số dao động riêng của vật và chu kỳ.
Dao động cưỡng bức là dao động như thế nào?
+ Dao động cưỡng bức là dao động xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn có tần số góc Ω bất kì [ độc lập với hệ ]. Tần số dao động cưỡng bức bằng tần số ngoại lực. + Dao động duy trì là dao động xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực tuần nhưng ngoại lực được điều khiển bởi hệ thông qua một cơ cấu.