CHƯƠNG 2 – DAO ĐỘNG CƠ HỌCI – HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNGI) DAO ĐỘ...

3) Dao động điều hoàa) Định nghĩa: Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của2π + ϕ), trong đó A, ω và ϕ là các hằng số.thời gian: x = Acos(ωt + ϕ) = Acos(2πft + ϕ) = Acos( tTb) Các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hòa:- Li độ dao động x là tọa độ vật tính từ VTCB (m, cm); - Biên độ dao động A làgiá trị cực đại của biên độ (m, cm); - Pha của dao động là đối số của hàm côssin: (ωt + ϕ), cho phép xác định li độ của dao động. Tại t = 0 thì ωt + ϕ = ϕ gọi là pha ban đầu (rad). - Tần số góc ω (rad/s).= π ; ω = 2πf.1T 2 =- Các công thức liên hệ giữa các đại lượng: ωfc) Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa: π). Vận tốc sớm pha π so với li độ.+ Vận tốc: v = x’ = - Aωsin(ωt + ϕ) = Aωcos(ωt + ϕ + 2+ Gia tốc: a = x’’ = v’ = - Aω

2

cos(ωt + ϕ) = - ω

2

x.π so với vận tốc.Gia tốc ngược pha so với li độ; gia tốc sớm pha + Công thức liên hệ:

2

v

2

2

A

2

x =+ω ; a = – ω

2

x.d) Lực tác dụng trong dao động điều hòa: - Lực kéo về (hay lực hồi phục) là: lực làm cho vật dao động điều hòa: F = – mω

2

x = – kx.Lực kéo về luôn hướng về vị trí cân bằng và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ.e) Năng lượng trong dao động điều hòa: (cơ năng)Vật có khối lượng m dao động theo phương trình x = Acos(ωt + ϕ) sẽ có:

2

1 (ωt + ϕ) kx = (ωt + ϕ ) ; E

đ

=

2

mA

2

mv = ω

2

.sin

2

(ωt + ϕ) = kA

2

sin

2

cos2kAE

t

=

2

2

1kA

2

= 1mA

2

ω

2

= E

0

= const. Cơ năng trong dao động điều hòa bảo toàn.E = 2cos

2

α =1+ α và sin

2

α=1− αMặt khác: EE

0

0

+ .+ϕ− ; E

đ

= cos(2 t 2 )Nên E

t

= cos(2 t 2 )Động năng và thế năng của dao động điều hoà có cùng tần số ω’ = 2ω; chu kỳ T’ = T/2f) Hệ thức độc lập với thời gian: A

2

ω

2

= x

2

ω

2

+ v

2

.g) Một vật khối lượng m, mỗi khi dịch chuyển khỏi vị trí cân bằng (VTCB) O một đoạn x, chịu tác= kω . Biên độ daodụng của một lực F = - kx thì vật ấy sẽ dao động điều hoà quanh O với tần số góc mđộng A và pha ban đầu f phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu và cách chọn gốc thời gian.II) Con lắc lò xo; con lắc đơn và Trái Đất; con lắc vật lý và Trái Đất là những hệ dao động. Dưới đâylà bảng các đặc trưng chính của một số hệ dao động.Con lắc vật lýHệ dao động Con lắc lò xo Con lắc đơn(có biên độ nhỏ)Vật rắn có momen quánVật nhỏ khối lượng m, treoVật nhỏ khối lượng m, gắn tính I, quay quanh trục nằmCấu tạovào đầu sợi dây nhẹ, chiều vào lò xo có độ cứng k ngang, cách trọng tâm đoạndài l.(đầu kia lò xo cố định).d.- Con lắc lò xo ngang: vị trícủa vật khi lò xo khôngbiến dạngTrọng tâm của vật rắn nằm - Con lắc lò xo thẳng đứng:VTCBDây treo thẳng đứngtrên đường thẳng đứng qua vị trí của vật khi lò xo dãntrục quay.l= mg∆hoặc nén: kLực kéo về:Mô men lực:Lực hoặcM = - mgdαmgl sF=− = – mgαmomen lựcF = - kxa là li giácx là li độ dàitác dụngs là li độ cungPhương trìnhđộng lực học x” +ω

2

x = 0 s” + ω

2

s = 0 α” +ω

2

α = 0α = α

0

cos(ωt + ϕ) α = α

0

cos(ωt + ϕ)dao động x = Acos(ωt + ϕ) s = s

0

cos(ωt + ϕ)= g= mgdω lω ITần số góc= π2 lT 2 = π2 I2 mChu kỳmdggW= 1 = ωs 1

0

m s

0

kA 1W=1 = ωlCơ năng

2

m

2

A

2

W = 1 αmgl

0

III – Tổng hợp dao động: