Bài 4. Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức

Trong lịch sử thế giới từng xảy ra hai vụ sập cầu treo
Câu chuyện đầu tiên xảy ra khi Napoleon lãnh đạo quân Pháp đánh chiếm Tây Ban Nha. Đoàn quân của Napoleon phải đi qua một chiếc cầu sắt bắc ngang qua một bờ sông. Như thường lệ viên sĩ quan chỉ huy hô vang khẩu lệnh: Một… hai … một … hai … Các binh sĩ bước đều và giậm chân mạnh theo khẩu lệnh. Khi họ đi đến gần bờ sông bên kia, bỗng nhiên có một tiếng động rất to. Ngay tức khắc, chiếc cầu bị gãy. Tất cả các binh sĩ và sĩ quan đều rơi xuống nước, rất nhiều người bị chết đuối.
 Câu chuyện thứ hai xảy ra ở St Peterburg (Nga), khi một đoàn quân đi qua cây cầu lớn trên sông Neva, họ cũng đi đều bước và hiện tượng tương tự đã xảy ra.

BÀI: DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
Không khí
Nước
Nhớt
Nguyên nhân nào gây ra dao động tắt dần? Hiện tượng tắt dần phụ thuộc yếu tố nào?
Nguyên nhân gây ra dao động tắt dần là do ma sát.
Ma sát càng lớn dao động tắt dần diễn ra càng nhanh và ngược lại.
+ Dao động tắt dần là dao động có biên độ, năng lượng giảm dần theo thời gian
+ Nguyên nhân gây ra dao động tắt dần là do ma sát, ma sát càng lớn dao động tắt dần càng nhanh.
+ Dao động tắt dần có trường hợp có lợi mà cũng có những trường hợp có hại. Tuỳ theo từng trường hợp cụ thể.
Làm thế nào để dao động không bị tắt dần?
5) Dao động duy trì
Dao động được duy trì mà không cần tác dụng của ngoại lực được gọi là sự tự dao động.
Hệ bao gồm: Vật dao động, nguồn năng lượng, và cơ cấu truyền năng lượng gọi là hệ tự dao động.
Dao động cưỡng bức: tần số là tần số ngoại lực, biên độ phụ thuộc ngoại lực.
Sự tự dao động: biên độ và tần số giống như khi vật dao đô�ng tự do.
3
6
9
2. Dao động cưỡng bức
+ Loại bỏ ma sát, cách này không thể thực hiện triệt để được
+ Tác dụng ngoại lực (lực cưỡng bức) biến thiên tuần hoàn, cách này được áp dụng phổ biến.
- Tăng ma sát ở con lắc A ta thấy :
+ Khi cho B dao động với tần số f . Lực cưỡng bức tác dụng có tần số f
+ Hiện tượng cộng hưởng cũng xãy ra khi f = f0 nhưng với biên độ nhỏ hơn cộng hưởng lúc đầu rất nhiều.
Vậy hiện tượng cộng hưởng phụ thuộc vào yếu tố nào ?
Hiện tượng cộng hưởng phụ thuộc vào ma sát.
4) Ứng dụng và khắc phục hiện tượng cộng hưởng
+ Trường hợp có lợi:
Một em bé đưa võng nếu gây ra được hiện tượng cộng hưởng thì cũng làm cho võng dao động mạnh
+ Trường hợp có hại :
Mọi vật đàn hồi đều là vật dao động như cầu, bệ máy, khung xe. nếu vì một lí do nào đó dao động của nó cộng hưởng với một vật khác nó dao động lên rất mạnh dễ gây nên tình trạng gãy, bể ..
Củng cố
- Nguyên nhân gây ra dao động tắt dần. Hiện tượng tắt dần phụ thuộc vào yếu tố nào.
- Thế nào là dao động cưỡng bức. Lực cưỡng bức như thế nào?
- Hiện tượng cộng hưởng xãy ra khi nào? Nó phụ thuộc vào yếu tố nào?
- Hiện tưởng cộng hưởng có lợi hay có hại. Lấy một số thí dụ.
- Thế nào là sự tự dao động? Hệ tự dao động là gì?
Phương pháp giải
Độ giảm cơ năng bằng công của lực ma sát
∆E = E – E’ = /Ams/
Điều kiện cộng hưởng
f = f0
Trả lời câu hỏi đầu bài
Dao động tắt dần
Luôn có hại
Có biên độ không đổi theo thời gian
Có biên độ giảm dần theo thời gian
Luôn có lợi
Một người xách một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi dài 45cm. Chu kì dao động riêng của nước trong xô là 0,3s. Để nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất thì người đó phải đi với vận tốc bao nhiêu?
3,6m/s
4,2km/h
4,8km/h
5,4km/h
Một con lắc lò xo dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kì , biên độ giảm 3%. Hỏi phần năng lượng mất đi trong một dao động toàn phần là bao nhiêu?
3%
9%
4,5%
6%
Cm: Độ giảm biên độ sau mỗi chu kì được tính bằng công thức
∆A= 4µmg/k
Một con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k = 100N/m, vật nặng có khối lượng m = 0,4kg dao động theo phương ngang. Cho g = 10m/s2. Vật dao động có ma sát trên mặt phẳng ngang có hệ số ma sát µ = 5.10-3. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng 4 cm rồi thả không vận tốc đầu. Độ giảm biên độ sau mỗi chu kì là
8.10-4cm
6.10-4cm
8.10-3cm
6.10-3cm