Câu 1: – 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.
Câu 2: 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.
Câu 3
– 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.
Câu 4: – 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
Advertisements (Quảng cáo)
– Ví dụ: khi chơi xích đu, đưa võng, …
Bài 5: 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%.
Advertisements (Quảng cáo)
D.
Sau một chu kì biên độ giảm 3%: A’ = 0,97A.
Cơ năng của con lắc: W’ = \(\frac{1}{2}\).kA’2 = \(\frac{1}{2}\).k(0,97A)2 ≈ 0,94.\(\frac{1}{2}\).kA2 = 94% W.
Bài 6: 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 1,25 m. Lấy g = 9,8 m/s2.
A. 10,7 km/h. B. 34 km/h.
C. 106 km/h. D. 45 km/h.
B.
Chu kì dao động riêng của con lắc đơn: T = 2π\(\sqrt{\frac{l}{g}}\) = 2π\(\sqrt{\frac{0,44}{9,8}}\) = 1,33 s.
Con lắc sẽ dao động mạnh nhất xảy ra hiện tượng cộng hưởng, tức là tần số (chu kì) của lực kích động bằng với tần số (chu kì) dao động riêng của con lắc. Như vậy, khoảng thời gian con lắc đi hết một thanh ray bằng với chu kì dao động riêng của con lắc: ∆t = T <=> \(\frac{L}{v}\) = T
=> v = \(\frac{L}{T}= \frac{12,5}{1,33}\) = 9,4 m/s ≈ 34 km/h.
