BÀI 1: MÔ TẢ DAO ĐỘNG
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 1: MÔ TẢ DAO ĐỘNG
Đặt vấn đề
Vấn đề
Ảnh
Sự giao động của các vật diễn ra phổ biến trong cuộc sống hàng ngày như: dao động của quả lắc đồng hồ, dao động của của chim ruồi để giữ cho cơ thể bay tại chỗ trong không trung khi hút mật. Vậy dao động có đặc điểm gì và được mô tả như thế nào?
Ảnh
Vấn đề
Ảnh
Đáp án
Ảnh
Đáp Án
Dao động là sự chuyển động có giới hạn trong không gian của một vật quanh một vị trí xác định. Vị trí đó gọi là vị trí cân bằng. Dao động đó có thể được mô tả bằng lời hoặc thông qua các phương trình toán học dựa vào các thông tin như biên độ, li độ, tần số, chu kì.
Ảnh
Khái niệm dao động tự do
Khái niệm dao động
Ảnh
Khái niệm
Dao động cơ học là sự chuyển động có giới hạn trong không gian của một vật quanh một vị trí xác định. Vị trí đó gọi là vị trí cân bằng.
Ảnh
Dao động cơ rất phổ biến trong tự nhiên và khoa học kĩ thuật. Điện và từ học cũng có hiện tượng dao động. Dòng điện được sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày là dao động điện từ
Khái niệm dao động tuần hoàn
Ảnh
Dao động mà trạng thái chuyển động của vật (vị trí và vận tốc) được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau được gọi là dao động tuần hoàn Ví dụ: dao động của quả lắc đồng hồ
Khái niệm dao động tuần hoàn
Ảnh
Ví dụ về dao động tuần hoàn
Ảnh
Ví dụ: Hãy nêu một ứng dụng của dao động tuần hoàn trong cuộc sống.
Đáp Án: Chuyển động của con lắc đồng hồ để đếm thời gian, khoảng thời gian con lắc đồng hồ thực hiện một dao động tuần hoàn tương đương với một chu kì, từ đó người ta tính toán để chế tạo bộ đếm thời gian, tương ứng N dao động tuần hoàn thì đồng hồ đếm được một khoảng thời gian t.
Ảnh
Khái niệm dao động tự do
Ảnh
Dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng chỉ của nội lực được gọi là dao động tự do (dao động riêng)
Khái niệm dao động tự do
Ảnh
Ví dụ: Sự dao động của dây đàn
Dao động điều hòa
Li độ, chu kì dao động, tần số giao động
Hình vẽ
Ảnh
- Li độ của vật dao động là tọa độ của vật mà gốc tọa độ được chọn trùng với VTCB. Biên độ là độ lớn cực đại của li độ - Chu kì dao động là khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động, đơn vị: giây (s) - Tần số dao động được xác định bởi số dao động mà vật thực hiện được trong một giây, đơn vị: héc (Hz)
f = LATEX(1/T)
Li độ, biên độ, chu kì dao động, tần số giao động
Ví dụ
Ảnh
Ví dụ: Một con ong mật đang bay tại chỗ trong không trung (Hình 1.6), đập cánh với tần số khoảng 300 Hz. Xác định số dao động mà cánh ong mật thực hiện trong 1 s và chu kì dao động của cánh ong.
Đáp Án: Tần số f cho biết số dao động mà vật thực hiện được trong 1 s. Mà f = 300 Hz nên số dao động mà cánh ong mật thực hiện trong 1 s là 300 dao động. Chu kì T = LATEX(1/T) = LATEX(1/300) (s)
Khái niệm dao động điều hòa
Ảnh
Khái niệm dao động điều hòa
=> Dao động điều hòa là dao động tuần hoàn mà li độ của vật dao động là một hàm côsin (hoặc sin) theo thời gian
- Khi lực cản trong quá trình dao động là không đáng kể, đồ thị tọa độ - thời gian, cũng chỉ là đồ thị li độ - thời gian, có dạng hình sin. Dao động có tính chất này được gọi là dao động điều hòa
Ảnh
Pha dao động, độ lệch pha
Ảnh
- Pha dao động là một đại lượng đặc trung cho trạng thái của vật trong quá trình dao động - Độ lệch pha giữa hai dao động điều hòa cùng chu kì (cùng tần số) được xác định theo công thức:
Pha dao động, độ lệch pha
- Tần số góc của dao động là đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến thiên của pha dao động. Đối với dao động điều hòa tần số góc có giá trị không đổi và được xác định theo công thức
Ảnh
Ảnh
Tần số góc
Ảnh
Tần số góc
- Tần số góc của dao động là đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến thiên của pha dao động. Đối với dao động điều hòa tần số góc có giá trị không đổi và được xác định theo công thức
Ảnh
Ảnh
φ1 và φ2 lần lượt là pha dao động tại thời điểm t1 và t2 Đơn vị của tần số góc là radian trên giây (rad/s)
Luyện tập
Luyện tập: Quan sát đồ thị li độ – thời gian của hai vật dao động điều hoà được thể hiện trong Hình 1.8. Hãy xác định biên độ, chu kì, tần số, tần số góc của mỗi vật dao động và độ lệch pha giữa hai dao động.
Ảnh
Đáp án luyện tập
Ảnh
Đáp Án - Hai vật dao động cùng biên độ A = 10 cm - Hai vật dao động cùng chu kì T = 1 s - Hai vật dao động cùng tần số f = LATEX(1/T) = LATEX(1/1) =1Hz - Tần số góc của hai dao động: ω = 2πf = 2π (rad/s)
Trong quá trình dao động, vật 1 đi qua VTCB theo chiều dương thì vật 2 đi qua VTCB theo chiều âm. Nghĩa là khoảng thời gian ngắn nhất để hai vật có cùng trạng thái dao động là Δt = LATEX(T/2) nên độ lệch pha là: Δφ = LATEX((2π)/T) . LATEX(T/2) = π (rad) hay nói cách khác hai dao động ngược pha với nhau.
Bài tập
Bài 1
Ảnh
Bài 1: Xác định biên độ, chu kì, tần số, tần số góc của mỗi dao động và độ lệch pha giữa hai dao động có đồ thị li độ - thời gian như trong Hình 1P.1.
Ảnh
Đáp bài 1
Ảnh
Đáp Án:
Hình vẽ
Biên độ 8 cm 6 cm Chu kì 0,12 s 0,12 s Tần số 8,333 Hz 8,333 Hz Tần số góc LATEX((50π)/3) (rad/s) LATEX((50π)/3) (rad/s)
Độ lệch pha LATEX(π/3) (rad/s) LATEX(π/3) (rad/s)
Xác định Giao động đỏ Dao động xanh
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 2. Phương trình dao động điều hoà "
Cảm ơn
Ảnh
Thanks for watching!