Lý thuyết Dao động cơ

Chuyên đề: Dao động cơGồm 2 phần:- Phần 1: Lý thuyết- Phần 2: Phương pháp giải 2 hệ dao động thường thi: hệ dao động con lắc lò xo + con lắc đơn
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết Dao động cơChuyên đề: Dao động cơ Nguyễn Phú Hùng CHƯƠNG 2 NG 2 DAO ĐỘNG CƠ HỌC DAO ĐỘNG CƠ HỌC §1: DAO ĐỘNG CƠ – DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒAΙ . Dao động cơ. _VD: Cành cây đu đưa truớc gió, pittông chuyển động trong xilanh, con lắc đồng hồ,…. _ĐN: Dao động cơ là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân bằng.ΙΙ . Dao động tuần hoàn. _ VD: Con lắc đồng hồ, … _ ĐN: Dao động tuần hoàn là dao động mà cứ sau những khoảng thời gian bằng nhau thì trạng thái dao động được lặp lại như cũ. _ Chu kì dao động: là khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại như cũ. Kí hiệu: T , đơn vị: (s) _ Tần số: 1 • Là số lần dao động thực hiện được trong 1 s. Kí hiệu: “ f ” : f = T 1 • ĐN khác: tần số là đại lượng nghịch đảo của chu kì. Đơn vị: = Hz (Đọc: Héc) sΙΙΙ . Con lắc lò xo, dao động điều hòa.1.Mô tả. _ Con lắc lò xo gồm: lò xo có độ cứng k, một đầu được gắn vào giá cố định, đầu kia gắn vào quả cầu nhỏ KL m trượt không ma sát trên 1 thanh nằm ngang.∗) Hoạt động: _ Kéo quả cầu ra khỏi vị trí cân bằng rồi buông ra thì lực đàn hồi làm quả cầu chuyển động nhanh về VTCB _ Đến VTCB, quả cầu chuyển động tiếp do quán tính. Khi đó, Fđh ngược chiều chuyển động làm cho quả cầu chuyển động chậm dần, đến vận tốc bằng không thì chuyển động ngược lại về VTCB. _ Cứ như vậy, quả cầu chuyển động quanh VTCB.∗) Phương trình dao động: _ Chọn trục Ox có gốc O là VTCB như hình vẽ: _ Xét vật ở li độ x bất kì: trọng lực và phản lực triệt tiêu nhau chỉ còn lực đàn hồi gây chuyển động.   Theo định luật ΙΙ Niuton: Fđh = m.a − Fđh = ma Chiếu xuống trục Ox: k k Đặt: ω = , ⇔ − kx = m.a ⇔ − x = a ; 2 ⇒ x + ω 2 x = 0 a = x (*) m m 1Chuyên đề: Dao động cơ Nguyễn Phú Hùng _ Phương trình (*) có nghiệm là: x = A cos(ωt + ϕ ) , trong đó: • A, ϕ là các hằng số phụ thuộc điều kiện ban đầu. • Do hàm cos là hàm điều hòa nên dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa.2.Dao động điều hòa. _ ĐN: Dao động điều hòa là dao động được mô tả bằng định luật dạng hàm số sin hoặc hàm số cosin của thời gian nhân với một hằng số. x = A sin(ωt + ϕ ) hoặc x = A cos(ωt + ϕ ) _ Phương trình dao động cơ điều hòa: _ Chu kì dao động điều hòa: Giả sử : x = A cos(ωt + ϕ ) 2π Do hàm cos tuần hoàn với chu kì là 2π nên ta có: x = A cos(ωt + 2π + ϕ ) = A cos(ω (t + ) + ϕ) ω ⇒ Chu kì dao động điều hòa: 2π T= ω _ Chu kì dao động của con lắc lò xo: 2π m ⇔ T = 2π T= k k m ∗) Nhận xét: Chu kì dao động của con lắc lò xo chỉ phụ thuộc m và k mà không phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài.3.Định nghĩa các đại lượng. • x : li độ: là độ dời của vật khỏi VTCB. • A : Biên độ dao động : là giá trị cực đại của li độ. ( A > 0 ) • ωt + ϕ : Pha dao động: là đại lượng cho phép x/định vị trí của vật tại thời điểm t. • ϕ : Pha ban đầu: là đại lượng cho phép xác định trạng thái ban đầu của vật ( lúc t = 0 ) (−π ≤ ϕ ≤ π ) . • ω : Tần số góc (vận tốc góc): là đại lượng cho phép xác định tần số góc theo th ...