Tài nguyên dạy học

Thống kê

  • truy cập   (chi tiết)
    trong hôm nay
  • lượt xem
    trong hôm nay
  • thành viên
  • Sắp xếp dữ liệu

    Chào mừng quý vị đến với website của ...

    Quý vị chưa đăng nhập hoặc chưa đăng ký làm thành viên, vì vậy chưa thể tải được các tài liệu của Thư viện về máy tính của mình.
    Nếu chưa đăng ký, hãy nhấn vào chữ ĐK thành viên ở phía bên trái, hoặc xem phim hướng dẫn tại đây
    Nếu đã đăng ký rồi, quý vị có thể đăng nhập ở ngay phía bên trái.

    Bài 4. Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng

    Nhấn vào đây để tải về
    Báo tài liệu có sai sót
    Nhắn tin cho tác giả
    (Tài liệu chưa được thẩm định)
    Nguồn: Bạch Kim
    Người gửi: Ngô Văn Chinh (trang riêng)
    Ngày gửi: 11h:35' 09-04-2024
    Dung lượng: 942.3 KB
    Số lượt tải: 0
    Số lượt thích: 0 người
    BÀI 4. DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG
    Trang bìa
    Trang bìa
    Ảnh
    BÀI 4. DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG
    Mở đầu
    Bài tập mở đầu
    Mở đầu: Bộ giảm chấn khối lượng (mass damper) (Hình 4.1) được sử dụng để giảm thiểu sự rung lắc của các toà nhà cao tầng khi có gió mạnh hay địa chấn. Toà nhà Taipei 101 tầng (cao 508 m) tại thành phố Đài Bắc, Đài Loan cũng được trang bị bộ giảm chấn khối lượng, là một con lắc với vật nặng khoảng 728 tấn được treo tại trung tâm toà nhà từ tầng 92 xuống đến tầng 87. Nhờ vậy, toà nhà có thể chịu được những cơn bão có sức gió lên tới 216 km/h hay những cơn địa chấn lên đến 7 độ richter. Các kĩ sư xây dựng đã dựa trên những hiện tượng vật lí nào?
    Ảnh
    Đáp án
    Ảnh
    Đáp án:
    Các kĩ sư xây dựng đã dựa trên hiện tượng dao động tắt dần. Quả cầu thép nặng 728 tấn cố định bởi các cáp thép gắn trên cao, phản ứng với chuyển động bằng cách dịch chuyển theo hướng ngược lại. Do đó, khi có động đất hay gió mạnh khiến tòa nhà xoay sang phải, hệ thống sẽ phản ứng lại bằng cách xoay sang trái – giảm thiểu tối đa sự dịch chuyển.
    Ảnh
    Dao động tắt dần
    Khái niệm và ví dụ
    Ảnh
    Quan sát hiện tượng dao động tắt dần
    Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.
    Ví dụ:
    Ảnh
    Câu hỏi 1
    Câu hỏi: Quan sát Hình 4.2 và mô tả chuyển động của xích đu, ván nhảy cầu sau khi ngừng tác dụng lực.
    Ảnh
    Lời giải
    Khi ngừng tác dụng lực, xích đu và ván nhảy sẽ dao động thêm một khoảng thời gian nữa và dừng lại, trong quá trình dao động đó biên độ dao động giảm dần theo thời gian.
    Câu hỏi 2
    Câu hỏi 2: Nêu một số ví dụ thực tế khác về hiện tượng dao động tắt dần.
    Lời giải
    - Khi ta đi xe máy, đến đoạn dừng đèn đỏ, ta tắt máy đi, xe sẽ dao động khoảng vài giây sau đó dừng lại. - Bộ phận giảm xóc của xe, khi đi qua đoạn đường gồ ghề, xe sẽ dao động lên xuống, nhờ có bộ phận giảm xóc thì dao động đó sẽ tắt dần nhanh chóng, người ngồi trên xe không cảm thấy khó chịu.
    Ảnh
    Phân loại
    Ảnh
    Phân loại
    - Dao động tắt dần dưới hạn: khi lực cản tác dụng lên vật có độ lớn nhỏ, vật thực hiện dao động với biên độ giảm dần theo thời gian và dừng lại sau một số chu kì dao động. - Dao động tắt dần tới hạn: khi lực cản tác dụng lên vật có độ lớn vừa đủ, vật không thể thực hiện đủ một chu kì dao động mà trở về vị trí cân bằng sau một thời gian ngắn. - Dao động tắt dần vượt hạn: khi lực cản tác dụng lên vật có độ lớn tăng lên, vật không thể thực hiện đủ một chu kì dao động mà trở về vị trí cân bằng sau một thời gian tương đối dài.
    Giải thích hiện tượng dao động tắt dần
    Ảnh
    Giải thích hiện tượng dao động tắt dần
    Lực cản của môi trường tác dụng lên vật luôn ngược chiều chuyển động của vật. Do đó, công của lực cản tác dụng lên vật luôn âm làm cho cơ năng giảm. Từ đó biên độ dao động của vật giảm dần theo thời gian.
    Luyện tập
    Luyện tập: Bố trí sơ đồ thí nghiệm như Hình 4.4. Kéo vật nặng của con lắc lò xo khỏi vị trí cân bằng theo phương thẳng đứng một đoạn xác định và thả nhẹ để vật dao động không vận tốc ban đầu. Dự đoán và thực hiện thí nghiệm kiểm chứng (nếu có điều kiện) về dao động của con lắc trong các trường hợp vật nặng thực hiện dao động trong:
    a) không khí; b) chất lỏng (nước/dầu); c) chất lỏng (nước/dầu) khi có gắn thêm vật cản.
    Ảnh
    Đáp án luyện tập
    Đáp án:
    Dao động của vật nặng sẽ tắt dần nhanh nhất trong chất lỏng khi có gắn thêm vật cản, tắt dần chậm nhất trong không khí. Vì khi dao động chịu tác dụng của lực cản càng lớn thì tắt dần càng nhanh
    Ảnh
    Dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng
    Dao động cưỡng bức
    Ảnh
    Dao động cưỡng bức
    · Ngoại lực biến thiên điều hoà theo thời gian: F = F0cos(Ωt+φ0) · Dao động của vật dưới tác dụng của ngoại lực điều hoà trong giai đoạn ổn định được gọi là dao động cưỡng bức. Ngoại lực điều hoà 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 hoà. - 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.
    Câu hỏi 3
    Câu hỏi: Trên thực tế, sau khi được kích thích để dao động, xích đu (Hình 4.2a) hoặc võng sẽ dao động tắt dần. Làm cách nào để chúng có thể dao động với biên độ không đổi?
    Lời giải
    - Để xích đu, võng dao động với biên độ không đổi ta cần cung cấp năng lượng bằng đúng với phần năng lượng hao phí ở cuối mỗi chu kì trong quá trình dao động, bằng một lực cùng chiều chuyển động. - Đối với xích đu: có thể nhờ người khác đẩy vào xích đu, dùng sức của chân đạp xuống đất, … nhằm cung cấp năng lượng đúng phần năng lượng hao phí. - Đối với võng: có thể sử dụng hệ thống động cơ tạo ra lực, hoặc dùng chân đạp xuống đất, nhờ người khác đẩy để tạo ra lực, … nhằm cung cấp năng lượng đúng phần năng lượng hao phí.
    Luyện tập
    Luyện tập: Nêu một số ví dụ về dao động cưỡng bức trong thực tế.
    Lời giải
    Kéo một con lắc lò xo rồi thả ra. Con lắc lò xo sẽ dao động tắt dần, bây giờ ta đặt một lực do tay ta tạo ra lên con lắc. Khi đó dao động này gọi là dao động cưỡng bức, do vật dao động phụ thuộc vào lực do tay ta tạo nên, tần số bằng tần số ngoại lực cưỡng bức.
    Ảnh
    Hiện tượng cộng hưởng
    Ảnh
    Hiện tượng cộng hưởng
    Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi tần số góc của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số góc riêng của hệ dao động. Khi này, biên độ dao động cưỡng bức của hệ đạt giá trị cực đại A max.
    Ảnh
    Ảnh
    Lợi ích và tác hại của hiện tượng cộng hưởng
    Ảnh
    Lợi ích và tác hại của hiện tượng cộng hưởng
    Ví dụ hiện tượng cộng hưởng có lợi: - Hộp đàn của các đàn ghi ta, violon, … là những hộp cộng hưởng được cấu tạo sao cho không khí trong hộp có thể dao động cộng hưởng với nhiều tần số dao động khác nhau của dây đàn. - Hoạt động của lò vi sóng
    Ví dụ hiện tượng cộng hưởng có hại: Bệ máy, khung xe, cầu đường, toà nhà đều có một hay nhiều tần số riêng. - Cây cầu khác được xây dựng năm 1940 qua eo biển Tacoma ở nước Mỹ có thể chịu nhiều ô tô có tải trọng lớn đi qua nhưng cũng bị đổ sập dưới tác dụng của gió.
    Dặn dò
    Dặn dò
    Ảnh
    Dặn dò
    Ghi nhớ kiến thức trọng tâm Hoàn thành các bài tập trong sách bài tập Chuẩn bị bài mới:"Bài 5. Sóng và sự truyền sóng" Ôn tập chương 1
    Cảm ơn
    Ảnh
     
    Gửi ý kiến

    ↓ CHÚ Ý: Bài giảng này được nén lại dưới dạng ZIP và có thể chứa nhiều file. Hệ thống chỉ hiển thị 1 file trong số đó, đề nghị các thầy cô KIỂM TRA KỸ TRƯỚC KHI NHẬN XÉT  ↓