Bạn đang xem: Chuyên Đề Pha Dao Động Là Gì, Biên Độ Dao Động Là Gì Và Những Kiến Thức Cần Nắm Tại DongnaiArt

Trên thực tế, bạn đã thấy rất nhiều dao động cơ nhưng về mặt khái niệm thì bạn chưa hiểu rõ về dao động cơ là gì và trong dao động cơ thì nội dung dao động điều hòa là gì. trước tiên họ sẽ gặp nhau.

>

bạn đang xem: pha dao động là gì

vậy dao động điều hòa là gì? Phương trình dao động điều hòa có dạng như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết qua nội dung bài viết dưới đây và vận dụng để giải các bài tập cơ bản.

i. dao động

1. dao động cơ là gì?

– dao động là chuyển động thay thế của một vật quanh vị trí cân bằng.

° ví dụ : chuyển động của một dây đàn ghi ta rung, con tàu lắc lư trên biển

2. dao động tuần hoàn là gì?

– dao động của một vật có thể tuần hoàn hoặc không tuần hoàn.

– Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, vật trở lại vị trí ban đầu theo phương ngang.

° ví dụ : con lắc của đồng hồ là một dao động tuần hoàn, trong khi một con tàu nhấp nhô không phải là một dao động tuần hoàn.

– dao động điều hòa là dao động mà sau một thời gian bằng nhau, vật trở lại vị trí ban đầu và cùng phương. khoảng thời gian bằng nhau được gọi là khoảng thời gian t (s).

– Dao động điều hòa là trường hợp đơn giản nhất của dao động tuần hoàn.

ii. phương trình dao động điều hòa

1. ví dụ về dao động điều hòa

– giả sử m chuyển động theo chiều dương với vận tốc góc ω, p là hình chiếu của m lên ox.

– tại t = 0, thì m có tọa độ góc φ

– sau thời gian t, m có tọa độ góc φ + t

– sau đó

– ta đặt a = om, ta có: x = acos (ωt + φ)

° trong đó: a, là các hằng số

° Vì hàm cosin là hàm điều hòa nên điểm p được gọi là dao động điều hòa.

2. định nghĩa về dao động điều hòa

– Dao động điều hòa là dao động trong đó độ dời của một vật là một hàm của cosin (hoặc sin) theo thời gian.

3. phương trình dao động điều hòa

• phương trình x = acos (ωt + φ) được gọi là phương trình dao động điều hòa, trong đó:

° a là biên độ dao động, là độ dịch chuyển của vật thể và & gt; 0.

° ωt + φ là pha của dao động tại thời điểm t (đơn vị là radian – rad).

° φ là pha ban đầu của dao động tại t = 0 (-π≤φ≤π).

4. một số lưu ý

– Điểm p dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn có thể coi là hình chiếu của điểm m trong chuyển động tròn đều trên đường kính của đoạn thẳng đó.

– đối với pt dao động điều hòa: x = acos (ωt +), quy ước ta chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với phương của góc trong chuyển động tròn đều.

iii. chu kỳ, tần số, tần số góc của dao động điều hòa

1. chu kỳ và tần số của dao động điều hòa

• khi vật trở lại vị trí ban đầu theo cùng một hướng, ta nói rằng vật đã thực hiện một dao động hoàn toàn.

– chu kỳ (t) của dao động điều hòa là thời gian để vật thực hiện một dao động hoàn toàn (đơn vị s).

– tần số (f) của dao động điều hòa là số dao động tuần hoàn thực hiện được trong một s (đơn vị là 1 / s hoặc hz).

2. tần số góc của dao động điều hòa

– Dao động điều hòa được gọi là tần số góc.

– giữa tần số góc, chu kỳ và tần số có mối quan hệ được biểu thị bằng công thức:

iv. tốc độ của vật và gia tốc của dao động điều hòa

Xem Thêm : &quotPhố Đi Bộ&quot trong Tiếng Anh là gì: Định Nghĩa, Ví Dụ Anh Việt

1. tốc độ dao động điều hòa

– vận tốc là đạo hàm của độ dịch chuyển theo thời gian

v = x “= -ωasin (ωt +)

– tốc độ cũng thay đổi theo thời gian:

° tại x = ± a thì v = 0.

° tại x = 0 thì v = vmax = a

2. gia tốc của dao động điều hòa

– gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian:

a = v “= x” “= -ω2acos (ωt +)

hoặc a = -ω2x

° tại x = 0 thì a = 0.

° tại x = ± a thì a = amax = 2a.

xem thêm: tại sao tây âu là một trong ba trung tâm kinh tế và tài chính lớn nhất thế giới

v. đồ thị dao động điều hòa

– đồ thị của dao động điều hòa với φ = 0 là hình sin nên gọi là dao động hình sin.

đồ thị dao động điều hòa

là. bài tập và lời giải ứng dụng dao động điều hòa

Bài 1 trang 8 SGK Vật Lý 12: phát biểu định nghĩa dao động điều hòa.

* giải bài 1 trang 8 SGK Vật lý 12:

– Dao động điều hòa là dao động được mô tả theo quy luật sin (hoặc cosin) theo thời gian, phương trình có dạng: x = asin (ωt + φ) hoặc x = acos (ωt + φ).

° bài 2 trang 8 SGK Vật Lý 12: viết phương trình dao động điều hòa và giải thích các đại lượng trong phương trình.

* giải bài 2 trang 8 SGK Vật lý 12:

• phương trình dao động điều hòa x = acos (ωt + φ), trong đó:

– x: độ dời dao động (độ lệch của một vật so với vị trí cân bằng của nó) tính bằng cm hoặc mét (cm; m)

– a: biên độ dao động, đơn vị là cm hoặc mét (cm; m)

– ω: tần số góc của dao động tính bằng radian trên giây (rad / s)

– (ωt + φ): pha dao động tại thời điểm t, đơn vị là radian (rad)

-: pha ban đầu của dao động, đơn vị là radian (rad)

° tập 3 trang 8 SGK Vật Lý 12: mối quan hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều được thể hiện ở đâu?

* lời giải bài 3 trang 8 SGK Vật Lý 12:

• Một điểm p dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm tương ứng m trong chuyển động tròn đều trên đường kính của đoạn thẳng đó.

° bài 4 trang 8 SGK Vật lý 12: xác định chu kỳ và tần số của dao động điều hòa.

* lời giải bài 4 trang 8 SGK Vật lý 12:

• chu kỳ t (tính bằng giây: s) của dao động điều hòa là thời gian để một vật thực hiện xong một dao động hoàn chỉnh.

(t là thời gian vật thực hiện được n dao động).

• tần số f (đo bằng hertz: hz) là số chu kỳ (hoặc dao động) mà vật thực hiện trong một đơn vị thời gian.

(1hz = 1 dao động / giây)

° bài 5 trang 8 SGK Vật lý 12: mối quan hệ giữa chu kỳ, tần số và tần số góc là gì?

* giải bài 5 trang 8 SGK Vật lý 12:

• giữa chu kỳ t, tần số f và tần số góc ω liên hệ với nhau theo công thức:

– trong đó ω là tần số góc, đơn vị là radian trên giây (rad / s).

° bài 6 trang 8 SGK Vật lý 12: một vật dao động điều hòa theo phương trình x = acos (ωt + φ).

a) Lập công thức vận tốc và gia tốc của vật.

b) Tại vị trí nào thì vận tốc bằng không? Gia tốc bằng không ở vị trí nào?

Xem Thêm : Ổ cứng trên máy tính là gì? Có bao nhiêu loại, nên chọn loại nào?

c) tại vị trí nào thì vận tốc có độ dài cực đại? Tại vị trí nào thì gia tốc có độ lớn cực đại?

* lời giải bài 6 trang 8 SGK Vật lý 12:

a) công thức vận tốc v = x “(t) = -ωasin (ωt + φ)

công thức gia tốc a = v “(t) = -ω2acos (ωt + φ) hoặc a = -ω2x

b) tại vị trí giới hạn x = ± a, vận tốc v = 0.

ở vị trí cân bằng x = 0, gia tốc a = 0.

c) ở vị trí cân bằng x = 0, vận tốc vmax = ωa.

tại vị trí giới hạn x = ± a, gia tốc amax = ω2a.

° ng 7 trang 9 SGK Vật Lý 12: Một vật dao động điều hòa có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 12 cm. Biên độ dao động của vật là bao nhiêu?

a. 12cm; b. – 12cm; c. 6cm; d. – 6 cm;

* giải bài 7 trang 9 SGK Vật lý 12:

– câu trả lời đúng: c. 6cm

– biên độ dao động của vật là:

° bài 8 trang 9 SGK Vật Lý 12: Một vật chuyển động tròn đều với vận tốc góc π (rad / s). Hình chiếu của vật trên một đường kính dao động điều hòa với góc, chu kì và tần số là bao nhiêu?

a. π rad / s; 2 giây; 0,5 hertz; b. 2πrad / s; 0,5 giây; 2hz;

c. 2πrad / s; 1 giây; 1 hertz; d. π / 2 rad / s; 4 giây; 0,25hz;

* trả lời bài 8 trang 9 SGK Vật lý 12:

– câu trả lời đúng: a. π rad / s; 2 giây; 0,5hz;

vận tốc góc = rad / s

⇒ tần số góc của dao động điều hòa lần lượt là ω = π (rad / s)

⇒ chu kỳ

⇒ tần suất

° bài 9 trang 9 SGK Vật Lý 12: cho phương trình dao động điều hòa x = – 5cos (4πt) (cm). Biên độ và pha ban đầu của dao động là bao nhiêu?

a. 5 cm; 0rad; b. 5 cm; 4π rad;

c. 5 cm; (4πt) rad; d. 5 cm; rad;

* lời giải bài 9 trang 9 SGK Vật lý 12:

– câu trả lời đúng: d. 5 cm; (4πt) rad;

– ta có: x = -5cos (4πt) = 5cos (4πt + π)

– biên độ dao động a = 5 cm.

– pha ban đầu của dao động = π (rad).

Bài 10 trang 9 SGK Vật Lý 12: phương trình của dao động điều hòa là x = 2cos (5t – π / 6) (cm). cho biết biên độ, pha ban đầu và pha tại thời điểm t của dao động.

* lời giải bài 10 trang 9 SGK Vật lý 12:

– biên độ dao động: a = 2 (cm)

– pha ban đầu của dao động:

– pha tại thời điểm t của dao động:

Bài 11 trang 9 SGK Vật Lý 12: Mất 0,25 s để một vật dao động điều hòa đi từ điểm có vận tốc bằng không đến điểm tiếp theo. khoảng cách giữa hai điểm là 36 cm. đếm:

a) chu kỳ b) tần số c) biên độ.

* lời giải bài 11 trang 9 SGK Vật lý 12:

<3

⇒ vật đi từ vị trí giới hạn này đến vị trí tiếp theo cũng có vận tốc bằng không, nghĩa là vật đi từ vị trí giới hạn này đến vị trí giới hạn khác phải mất nửa khoảng thời gian.

– ta có t = 0,25 (s) ⇒ t = 2.t = 2.0,25 = 0,5 (s).

b) tần số dao động

c) biên độ dao động

Hi vọng bài viết dao động điều hòa, cách viết phương trình dao động điều hòa và bài tập ứng dụng có lời giải trên đây sẽ giúp ích cho các bạn. Mọi góp ý hay thắc mắc các bạn vui lòng để lại bình luận bên dưới bài viết để ttmn.mobi ghi nhận và hỗ trợ các bạn, chúc các bạn học tốt.