Lưu ý: - Dao động điều hòa là trường hợp đặc biệt của dao động tuần hoàn - Dao động riêng – dao động tự dotự dao động: chu kì tần số chỉ phụ thuộc cầu tạo hệ không phụ thuộc các yếu tố
Trang 1- K/n dao động: Là dạng chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân
bằng
- Dao động tuần hoàn: Là dao động mà trạng thái (bao gồm vị trí, vận tốc, gia tốc) được lặp lai như cũ sau
những khoảng thời gian bằng nhau nhất định
- Dao động điều hoà: là dao động được tuân theo quy luật hàm sin(hoặc cosin) theo thời gian Phương trình:
)cos(
, phụ thược vào cách kích thích ban đầu
+ :Tần số góc, > 0 , [] = [rad/s], phụ thuộc cấu tạo hệ, không phụ thuộc cách kích thích, mốc thời gian
+ : Pha ban đầu, []= [rad], XĐ trạng tái ban đầu, phụ thuộc cách kích thích, mốc thời gian, + t: Pha dao động ở thời điểm t, [t] = [rad/s]
+ x: Li độ dao động, x,A luôn cùng đơn vị: Cm, m, dm,
Lưu ý: - Dao động điều hòa là trường hợp đặc biệt của dao động tuần hoàn
- Dao động riêng – dao động tự do(tự dao động): chu kì (tần số) chỉ phụ thuộc cầu tạo hệ không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài khác
- Vận tốc : + Biểu thức: v xAsin(t) A.cos(t/2)
+ Xét đến chiều chuyển động: Chuyển động theo chiều (+) v >0, chuyển động theo chiều (-) v < 0
+ Độ lớn vậ tốc (tốc độ): vmax A Vật qua đi qua VTCB: x= 0
vmin 0 <=> Vật qua đi qua vi trí biên : xA
+ Vận tốc cực tiểu: vmin=-A <=> Khi vật qua VTCB theo chiều âm
+ Khi vật đi từ biên đến vị trí cân bằng: Vận tốc tăng dần, ngược lại khi đi từ vị
trí cân bằng về biên: Vận tốc giảm dần
- Gia tốc:
+ Biểu thức: avx2.xA2cos(t)A2cos(t)
+ Độ lớn gia tốc: amax A2 Vật ở vị trí biênxA, amin 0a = 0 <=> Vật qua vị trí cân bằng + Véc tơ gia tốc a luôn hướng về VTCB, nhanh dần a.v> 0, chậm dần a.v <0
=> Dao động điều hòa là chuyển động biến đổi không đều
- Mối liên hệ pha
+ Vận tốc biến thiên cùng tần số nhưng nhanh pha /2 so với li độ x (Vuông pha
2 2
2
2 2 2
x v x A
2 2
4
2 2
a v
a A
Hệ quả: Hai dao động vuông pha
2)12(:
)cos(
)cos(
2 2
2 2 2 1
2 1 1
2 2
2 2
1 1
x k
Trongdo t
A x
t A
- Đồ thị trong dao động điều hòa:
+ Đồ thị li độ, vận tốc, gia tốc theo thời gian có dạng hình sin
+ Đồ thị vận tốc theo li độ, vận tốc theo gia tốc có dạng elip
+ Đồ thị gia tốc theo li độ có dạng đường thẳng nàm ở góc phần tư thứ 2 và thứ 4, là đường dốc xuống
- Chu kì: Là khoảng thời gian cần thiết ngắn nhất vật thực hiện được 1 dao động
Chuyên đề 01 : Đại cương dao động điều hoà
Trang 2* Hệ quả: - Trong 1 chu kì T vật đi được quãng đường 4A, trong ½ chu kì đi được 2A
- Khi xuất phát từ vị trí biên hoặc vị trí cân bằng trong ¼ chu kì đi được 1A
- Tần số: Là số dao động vật thực hiện được trong một đơn vị thời gian
- Mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa: Hình chiếu của 1 chuyển động tròn đều lên
một trục cố định là 1dao động điều hòa 1 dao động điều hòa có thể biểu diễn tương đương 1 chuyển động tròn đều có bán kính R= A, tốc độ v= vmax =A.
Trang 31.Con lắc lò xo
- K/n : Con lắc lò xo là một cơ hệ gồm vật nặng m kích thứơc bé, gắn vào lò xo độ cứng K, khối lượng
không đáng kể, đầu kia giữ cố định
- Điều kiện dao động điều hòa: Bỏ qua mọi ma sát
/[]
l
g l
mg k mg l
sinsin
sin
g
l T
l
g l
mg k mg
f
K cung do bac can nghich le
Ti
m luong khoi
bac can voi thuan le
ti ki Chu k
m T
.2
11
. _2 _
_
,
_2
_2
2 2 2 1
111
f f f T
T
2 2 1
2 2 2 1
111
f f f T
Hệ quả: - Lực phục hồi luôn có xu hướng kéo vật về vị trí cân bằng => Luôn hướng về VTCB
- Lực phục hồi biến thiên cùng tần số nhưng luôn ngược pha với li độ x, cùng pha gia tốc
- Lực phục hồi đổi chiều khi vật qua vị trí cân bằng
- Năng lượng dao đông:
+ Động năng: +
2
)22cos(
12
1)(sin.2
12
1.2
1)(cos.2
12
Trang 4+ Cơ năng (năng lượng dao động): 2 2 2 ( ) (max)
2
12
1
t MAX đ t
W
Lưu ý:
- Động năng, thế năng biến thiên tuần hoàn với tần số góc: 2, chu kì: T/2, tần số: 2f
- Cơ năng bảo toàn(không phụ thuộc theo thời gian) và tỉ lệ với bình phương biên độ và không phụ thuộc vào khối lượng vật
- Cơ năng của con lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng vật
- Trong một chu kì có 4 lần động năng = thế năng, có 2 vị trí đông năng bằng thế năng, thời gian giữa hai lần liên tiếp động năng = thế năng là T/4
2 Cắt, ghép lò xo:
+ Cắt lò xo: Lò xo độ cứng K0, chiều daì l0 được cắt thành nhiều lò xo thành phần có
chiều dài: l1, l2, Độ cứng của mỗi phần: K0l0 K l1 K2l2
K K
K => Độ cứng giảm, chu kì tăng, tần số giảm
Hệ quả: Vật m gắn vào lò xo K1 dao động chu kì T1, gắn vào lò xo K2 dao động chu kì T2
- m gắn vào lò xo K1 nối tiếp K2:
2 2 2 1
2 2 2 1
111
f f f T
T
2 2 1 2 2
2
2 1
111
f f f T
T
Trang 5- K/n: Con lắc đơn là một cơ hệ gồm vật năng m kích thước bé, treo trên sợi dây có chiều dài l, không
giãn, khối lượng không đáng kể
- Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, dao động bé : 100
Lưu ý: Khi dao động biên độ góc lớn: dao động của con lắc là dao động tuần hoàn
- Phương trình dao động:
+ Li độ:
Li độ cong: s = S0cos(t + )
Li độ góc: α = α0cos(t + ) với s = αl, S0 = α0l
+ Vận tốc dài: v = s’ = -S0sin(t + ) = -lα0sin(t + )
+ Gia tốc dài: a = v’ = -2S0cos(t + ) = -2lα0cos(t + ) = -2s = -2αl
Lưu ý: S0 đóng vai trò như A còn s đóng vai trò như x
Lưu ý: - Tại cùng một nơi con lắc đơn chiều dài l 1 có chu kỳ T 1, chiều dài l 2 có chu kỳ T2 :
+ con lắc đơn chiều dài l 1 + l 2 có chu kỳ : 2
2 2 1
2 2 2 1
111
f f f T
T
+ con lắc đơn chiều dài l 1 - l 2 (l 1 >l 2) có chu kỳ : 2
2 2 1
2 2 2 1
111
f f f T
T
- Chu kì con lắc vướng đinh
+ Chu kì khi dao động vướng đinh:
g
l T
g
l T
đó Trong T
Trong đó: + l: chiều dài phần không vướng đinh
+ l`: Chiều dài còn lại khi vướng đinh
+0: Biên độ góc phía không bị vướng đinh
0 2 1
22
t T
VD VD
- Công thức độc lập thời gian: 2 2 2
0 2 2
) _(10_
_
.2
1)cos1(:
) _(
0 0
2 2
bien dong Dao
S m mgl
W hoa dieu dong dao be dong Dao
t t
2
1)cos1
mgl W W
Nhận xét:
Chuyên đề 03: Con lắc đơn
Trang 6+ Cơ năng bảo toàn(không biến thiên theo thời gian) và tỉ lệ với bình phương biên độ
- Vận tốc dài:V 2gl(coscos0)
)cos1(
V gl <=> Vật qua vị trí cân bằng: 0 0
=> Vmin 0 <=> Vật qua vị trí biên: 0 0
- Lực căng dây: T mg(3cos2cos0)
=> T mAX mg(32cos0) => Vật qua vị trí cân bằng: 0 0
=>Tmin mgcos0) <=> Vật qua vị trí biên: 0 0
+ Điều kiện biên độ góc để dây treo không bị đứt trong quá trình dao động:
0 0 0
max T T mg(3 2cos ) T
T mAX => Điều kiện biên độ góc0
- Sự nhanh chậm:
+ Chu kì tăng => Đồng hồ chạy chậm
+ Chu kì giảm => Đồng hồ chạy nhanh
+ Thời gian sai lệch ngày đêm: 86400
T
T T
=> Nhiệt độ tăng chu kì tăng, đồng hồ chạy chậm, nhiệt độ giảm, chu
kì giảm đồng hồ chạy nhanh
+ Do độ cao, độ sâu: Chu ki deu g dong ho chay cham
T R
h T
T R
h T
sau do
cao do
_,tan _)
21(
)
1(
Trang 7- Biểu diễn vecter quay: Dao động điều hòa x= A.cos (t) bằng vecto quay OM
+ Độ dài: = Biên độ dao động
+ Góc ban đầu tạo trục dương ox : = Pha ban đầu dao động
+ Quay ngược chiều kim đồng hồ, với tốc độ = tốc độ góc dao động
- Ngoài ra:
+ Nếu > 0 : Véc tơ quay OM nằm trên trục ox
+ Nếu < 0 : Véc tơ quay OM nằm dưới trục ox
- Tổng hợp hai dao động điều hòa: x1 = A1cos(t + 1) và x2 = A2cos(t + 2)
+ Điều kiện: hai dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lêch pha không đổi
(Hai công thức này dùng trả lời trác nghiệm lý thuyết, khi tổng hợp dùng PP máy tính cầm tay)
*Lưu ý: + Nếu = 2kπ = 0, +_2π, +_4π,… (x1, x2 cùng pha) AMax = A1 + A2
` + Nếu = (2k+1)π = , 3, (x1, x2 ngược pha) AMin = A1 - A2
=> Khoảng giá trị biên độ tổng hợp: A1 - A2 ≤ A ≤ A1 + A2
+ Nếu = (2k+1)π/2 = /2,3/2, (x1, x2 vuông pha) 2
2 2
1 A A
2cos
và A
x x
x + Biên độ max, min: Sử dụng định lý hàm sin trong tam giác
C
c B
b A
a
sinsin
sin + Biểu thức xác định biên độ và pha ban đầu của 1 dao động thành phần x2 khi biết x và x1:
với [Min;Max]
Chuyên đề 04: Tổng hợp dao động
Trang 9- Dao động tự do: Có chu kì , tần số chỉ phụ thuộc cấu tạo hệ, không phụ thuộc vào các yếu tố biên ngoài
(Ví dụ: Hệ con lắc lò xo, Hệ con lắc đơn + trái đất,… )
- Dao động tắt dần:
+ K/n: là dao động có biên độ (năng lượng) giảm dần theo thời
gian do tác dụng của lực cản, lực ma sát
+ Đặc điểm: + Biên độ giảm dần => Không có tính tuần hoàn
+ Lực ma sát càng lớn biên độ giảm càng nhanh
+ Đồ thị :
+ Dao động tắt dần chậm: Khi lực m asats môi trường bé, doa
động con lắc là dao động tắt dần chậm, chu kì tần số gần đúng =
chu kì tần số dao động điều hòa
Lưu ý: Công thức dao động tắt dần
* Con lắc lò xo:
+ Độ giảm biên độ sau 1 chu kì:
K
mg K
W A
A A A
A
W
W W W
%100
%100
%100
%100
+ Số dao động thực hiện được:
W S
x K mg x
+ Thời gian trong dao động tắt dần:
- Vị trí cân bằng của con lắc lò xo cách vị trí lò xo không biến dạng x: kx = μmg => x = μmg/k
2
1cos
:15
2
1 1 1
2
A x A
x Trongdo
T
x
t
O
Chuyên đề 05: Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức , dao động duy trì
Trang 10- Dao động duy trì:
+ K/n: là dao động mà biên độ được giữ không đổi bằng cách bù thêm phần năng lượng cho hệ đúng bằng
năng lượng bị mất mát sau mỗi chu kì
+ Đặc điểm: + Biên độ không đổi => Có tính tuần hoàn
+ Chu kì (tần số) dao động =chu kì (tần số) dao động riêng của hệ
+ Ngoại lực tác dụng lên hệ được điều khiển bởi chính cơ cấu của hệ (phụ thuộc hệ dao động)
- Dao động cưỡng bức:
+ K/n: là dao động ở giai đoạn ổn định của vật khi chịu tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn Lực này
cung cấp năng lượng cho hệ, bù lại phần năng lượng bi mất mát do ma sát
+ Đặc điểm: +Biên độ không đổi => có tính tuần hoàn, là một dao động điều hoà
+ Tần số (chu kì) dao động cưỡng bức = tần số (chu kì) ngoại lực cưỡng bức
+ Biên độ dao động cưỡng bức tỉ lệ biên độ lực cưỡng bức và phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số dao động riêng và tần số lực cưỡng bức
+ Tần số (chu kì) dao động cưỡng bức = tần số (chu kì) riêng thì xảy ra cộng hưởng, biên độ dao động lớn nhất
– Nếu lực ma sát bé, biên độ cộng hưởng lớn gọi là cộng hưởng nhọn (Cộng hưởng rõ nét)
– Nếu lực ma sát lớn, biên độ cộng hưởng bé gọi là cộng hưởng tù (Cộng hưởng tù)
Lưu ý: + Tốc độ trong chuyển động tuần hoàn để vật dao động mạnh nhất
Trang 11- K/n : Sóng cơ là những dao động cơ học lan truyền trong môi trường vật chất (rắn, lỏng, khí) Sóng cơ
không lan truyền trong môi trường chân không
- Phân loại:
* Sóng ngang:
- Các phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc phương truyền sóng
- Môi trường lan truyền: rắn và trên bề mặt chất lỏng
- Xuất hiện trong môi trường có lực đàn hồi khi bị biến dạng lệch
* Sóng dọc:
- Các phần tử môi trường dao động theo phương trùng phương truyền sóng
- Môi trường lan truyền: rắn, lỏng, khí
- Xuất hiện trong môi trường có lực đàn hồi khi bị biến dạng nén , dãn
- Nguyên nhân gây ra sóng:
+ Sóng cơ tạo thành nhờ lực liên kết giữa các phần tử của môi trường truyền dao động,
+ khi có sóng các phần tử môi trường chỉ dao động tại chỗ, pha dao động được lan truyền đi
+ càng xa tâm(nguồn) dao động thì dao động càng trễ pha
- Các đặc trưng sóng cơ:
+ Chu kì, tần số: Các phần tử môi trường nơi có sóng truyền qua đều dao động cùng chu kì, tần số với nguồn
phát dao động Khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác chỉ có tần số không thay đổi
+ Tốc độ truyền sóng: Là tốc độ lan truyền pha dao động Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào bản chất môi
trường (tính đàn hồi và mật độ vật chất môi trường) đối với mỗi môi trường tốc độ truyền sóng có giá trị xác định
t
S
V (Giống như chuyển động thẳng đều)
+ Bước sóng: Là quãng đường sóng lan truyền được trong một chu kì
f
V T
Lưu ý: + Đối với sóng ngang: Khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp bằng một bước sóng
+ Khoảng cách giữa n ngọn sóng liên tiếp: (n-1) bước sóng
+ Số dao động = Số lần nhô cao -1
+ Số dao động = Số lần sóng đập vào mạn thuyền – 1
+ Thời gian giữa hai lần liên tiếp dây duỗi thẳng: T/2
+ Biên độ sóng: Là biên độ dao động của phần tử môi trường nơi có sóng truyền qua
+ Năng lượng sóng: Năng lượng sóng tỉ lệ bình phương biên độ sóng, quá trình truyền sóng là quá trình
truyền năng lượng 2 2
2
1
A D
Hệ quả: + Sóng truyền trên dây: Biên độ và năng lượng sóng không đổi.
+ Sóng truyền trên mặt nước (mặt phẳng):
2 2
Trang 12+ PT sóng tạiTại điểm M cách O một đoạn x trên phương truyền sóng
* Sóng truyền theo chiều dương của trục Ox thì : uM = AMcos(t + - x
- Độ lệch pha giữa hai điểm trên cùng 1 phương truyền:
Trang 13+ K/n: là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong đó có những điểm cố định mà biên độ sóng được
tăng cường hoặc giảm bớt Tập hợp các điểm có biên độ tăng cường tạo thành dãy cực đại, tập hợp các điểm
có biên độ giảm bớt tạo thành dãy cực tiểu
+ Điều kiện giao thoa: các sóng gặp nhau phải là các sóng kết hợp
Lưu ý: - Cực đại gồm cả gợn lồi và gợn lõm
- Khoảng cách giữa hai cực đại hoặc hai cực tiểu liên tiếp: /2
- Khoảng cách giữa hai gợn lồi liên tiếp:
- Khoảng cách giữa cựa đại và cực tiểu liền kề: /4
- Hai nguồn cùng pha: trung trực là cực đại, số cực đại là số lẻ, cực tiểu là số chẵn
- Hai nguồn cùng pha: trung trực là cực tiểu, số cực tiểu là số lẻ, cực đại là số chẵn
- Nếu hai nguồn kết hợp dao động cùng biên độ: Biên độ cực đại = 2A, biên độ cực tiểu = 0 (triệt tiêu)
- Nếu hai nguồn kết hợp dao động biên độ khác nhau => Biên độ cực đại = A1 + A2 , biên độ cực tiểu = trị tuyệt đối A1 - A2 (không triệt tiêu)
- Biên độ dao động tại M: 2 os 1 2
- Phương trình sóng giao thoa tại M:
+ Hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách nhau một khoảng S1S2
Xét điểm M cách hai nguồn lần lượt d1, d2
+ Phương trình sóng tại 2 nguồn u1Acos(2 ft1) và u2Acos(2 ft2)
+ Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới:
=> PT sóng giao thoa tại M: u M = u 1M + u 2M (Dùng máy tính tổng hợp)
Lưu ý: Có thể dùng công thức tổng hợp dao động để viết phương trình dao động tổng hợp
u M = u 1M + u 2M
- Công thức giao thoa:
1 Hai nguồn cùng pha
+ Cực đại trong khoảng giữa hai nguồn:
1
2 1 1 2
1 2
S S k S S
S S d d
k d d
=> Vị trí, số cực đại giữa hai nguồn
+ Cực tiểu trong khoảng giữa hai nguồn:
=> Vị trí, số tiểu đại giữa hai nguồn
2 Hai nguồn ngược pha
Chuyên đề 07: Nhiễu xạ và Giao thoa sóng cơ
Trang 14+ Cực đại trong khoảng giữa hai nguồn:
=> Vị trí, số cực đại giữa hai nguồn
+ Cực tiểu trong khoảng giữa hai nguồn:
1
2 1 1 2
1 2
S S k S S
S S d d
k d d
=> Vị trí, số tiểu đại giữa hai nguồn
3 Hai nguồn lêch pha góc 2 1
+ Cực đại trong khoảng giữa hai nguồn:
=> Vị trí, số cực đại giữa hai nguồn
+ Cực tiểu trong khoảng giữa hai nguồn:
4 Cực đại, cực tiểu giữa hai điểm MN bất kì
- Xác định hiệu khoảng cách taij hai điểm đang xét:
+ Tại M: d M d2M d1M MS2 MS1
+ Tại N: d N d2N d1N NS2NS1
- Thay vào điều kiện cực đại, cực tiểu: Số cực đại, cực tiểu = số nghiệm k nguyên thỏa mãn
VD: Hai nguồn cùng pha
- Khoảng cách điểm M trên đường vuông góc với S1S2 tại nguồn S1
+ lmax <=> Cực đại gần trung tâm nhất (k=1)
+ lmin <=> Cực đại xa trung tâm nhất (k= kmax)
- Khoảng cách điểm M trên trung trực gần nhất dao động cùng pha, ngược pha,…với nguồn
+ Độ lêch pha sóng tại M với nguồn: 2 d
Trang 15+ Dao động cùng pha gần nhất: M O 2 kmin dmin OMmin
+ Dao động ngược pha gần nhất: M O kmin dmin OMmin
Trang 16+ Trên vật cản cố định: Sóng phản xạ luôn ngược pha sóng tới tại điểm phản xạ: u B u B
+ Trên vật cản tự do(không vật cản) : Sóng phản xạ luôn cùng pha sóng tới tại điểm phản xạ:
u
- K/n : Sóng dừng là sóng cơ có các nút, các bụng là những điểm cố định trong không gian (pha dao động
không lan truyền)
Nhận xét: + Sóng dừng là trường hợp đặc biệt của giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ Những vị trí
biên độ sóng bị triệt tiêu tạo thành nút, những vị trí biên độ sóng được tăng cường tạo thành bụng + K/cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liên tiếp nhau là
dao động ngược pha
f
2
1 với A,B là hai số nguyên lẻ liên tiếp => Tần số
nhỏ nhất có thể tạo sóng dừng trên dây :
2
2
1 f f
+ Dây được kích thích bằng nam châm điện (cuộn dây): fdây =2fđiện
+ Dây được kích thích bằng nam châm vĩnh cửu : fdây =fđiện
- Sóng dừng hai đầu cố định (1 đầu buộc chặt đầu kia gắn âm thoa kích thích dao động)
+ PT sóng tại nguồn A: u A A.cos( .t )cm
+ PT sóng truyền từ A-> M: u M(1) A.cos( t 2 AM)cm
Trang 172cos(
.:
_
_
) 2 (
) 2 (
A u
do
Tu
B
x l l t
A u
dinh
Co
B
M M
+ PT sóng tổng hợp tại M: (Dùng máy tính tổng hợp dao động)
22()2(
))(
22()2()
2 ( )
1
(
codinh x
l l A
x A
tudo x l l A
x A
Trang 18- Nguồn âm, sóng âm:
+ Nguồn âm: là những vật dao động phát ra sóng âm
+ Sóng âm: là những dao động cơ lan truyền trong môi trường rắn , lỏng , khí Sóng âm
không lan truyền đựoc trong môi trường chân không
+ Trong môi trường khí , lỏng : sóng âm là sóng dọc; trong môi trường rắn: sóng âm gồm cả sóng dọc và sóng ngang
- Phân loại sóng âm:
+ Phụ thuộc vào nguồn âm và tai người nghe
+ Nhạc âm: có tần số xác định, đồ thị âm là những đường cong tuần hoàn, gây ra cảm giác âm rễ chịu
+ Tạp âm: không có tần số xác định, đồ thị âm là những đường cong không xác định, gây ra cảm giác âm khó chịu
- Vận tốc truyền âm:
+ Phụ thuộc vào bản chất môi trường: tính đàn hồi và mật độ vật chất của môi trường Nhìn chung:
V ran V long V khi
+ Trong một môi trường xác vận tốc truyền âm còn thay đổi theo nhiệt độ
+ Công thức xác định tốc độ truyền âm trong kim loại:
kl
kk v
l v
l
- Các đặc trưng vật lý của sóng âm:
+ Tần số: mọi điểm trong môi trường dao động cùng tần số = tần số của nguồn, khi truyền từ MT này sang
MT khác thì tần số không đổi.(đặc trưng cơ bản và quan trọng nhất)
+ Cường độ âm: cường độ âm là năng lượng mà sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc
phương truyền trong một đơn vị thời gian:
.4
2
2 W m R
P S
P t
I
I
(dB)
Lưu ý: + I0 = 10-12 W/m2 cường độ âm chuẩn ở f = 1000Hz
+ Tại một vị trí có nhiều nguồn âm: I = I1 + I2 +
+ Nếu cường độ âm tăng hay giảm 10n lần thì mức cường độ âm tăng hay giảm 10n (dB)
)(.10
10
dB n L L
I I
dB n L L I I
n
n
+ Nếu cường độ âm tăng hay giảm k lần thì mức cường độ âm tăng hay giảm 10lg (k) (dB)
lg(
.10
))(
lg(
.10
dB k L
L k
I I
dB k L
L I k I
+ Đồ thị sóng âm: phụ thuộc vào tần số, biên độ sóng âm
- Các đặc trưng sinh lý của sóng âm:
+ Độ cao: là đặc trưng sinh lý của âm, gắn liền với tần số âm Tần số âm càng lớn thì âm càng cao, độ cao cho biết độ trầm, bổng của âm
+ Độ to: là đặc trưng sinh lý gắn liền với mức cường độ âm, ở cùng một tần số, mức cường độ âm càng lớn thì độ to càng lớn
+ Âm sắc: là đặc trưng sinh lý của âm giúp phân biệt được âm do các nguồn khác nhau phát ra Âm sắc gắn Chuyên đề 09: Sóng âm Giao thoa – sóng dừng âm
Trang 19Lưu ý: - Tác dụng của hộp cộng hưởng : Tăng cường độ âm và tạo ra âm sắc riêng của nhạc cụ
- Ngưỡng nghe: là mức cường độ âm bé nhất để có thể gây ra cảm giác âm, ngưỡng nghe thay đổi theo tần số
- Ngưỡng đau: là mức cường độ âm lớn nhất mà tai người có thể chị được Ngưỡng đau ứng với mức
cường độ âm 130dB và hầu như không phụ thuộc tần số
- Nguồn nhạc âm:
+ Dây đàn và ống sáo hai đầu hở:
l
v k f f
v k k l
2
2 ,
- Hoạ âm có bậc là những số nguyên liên tiếp
+ Ống sáo 1 đầu kín 1 đầu hở:
l
v k f f
v k f
v k k
l
4
4
4)12(2)2/1
2 ,
- Hoạ âm có bậc là những số nguyên lẻ liên tiếp
Trang 20- Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều:
+ Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ: khi từ thông qua khung dây biến thiến sinh ra trong khung dây một suất điện động cảm ứng
+ Khung dây đặt trong từ trường sao cho véc tơ B vuông góc trục quay
- Từ thông, suất điện động:
+ Từ thông: NBS.cos(t0)0cos(t0) (Wb) Với 0 NBS N.0(1 _Vong)
2cos(
)sin(
NBS dt
)_
+ Độ lệch pha của điện áp u so với dòng điện i: ui
- Nếu > 0 : u nhanh pha hơn i một góc
- Nếu = 0 : u cùng pha với i
- Nếu < 0 : u trễ pha hơn i một góc
Lưu ý: Điện áp u = U1 + U0cos(t + ) được coi gồm một điện áp không đổi U1 và một điện áp xoay chiều
U0cos(t + ) đồng thời đặt vào đoạn mạch
- Giá trị hiệu dụng: Đặc trưng cho tác dụng gây ra trong thời gian dài
2
Cucdai Hieudung
20
E
20
U
20
+ Dòng điện biểu thức dạng hàm sin, cos theo thời gian: i trungbinh 0
+ Dòng điện biểu thức dạng bình phương sin, cos theo thời gian: hạ bậc => giá trị trung bình
- Cường độ hiệu dụng (biểu thức dòng điện khác bình thường): xác định nhiệt lượng theo công thức
Trang 21+ Điện lượng qua dây dẫn trong thời gian từ t1 đến t2 :
0 2
1 2
1
i i
t t
i t
t
t t
I t d t I
+ Điện lượng qua dây trong 1 chu kì : q1Chuki 0
+ Điện lượng qua dây dẫn theo 1 chiều trong 1/2 chu kì (
/ 1
m 1 (gam)
+ Thể tích khi thu được:
RT PV
n mol Với nmol =m/M, R= 0,082, (P) = (atm), (V) = (lit), (T) = (K)
Trang 22Chuyên đề 11: Mạch xoay chiều RLC ………
- Mạch điện chỉ chứa điện trở thuần R:
+ Cho dòng 1 chiều và xoay chiều chạy qua, gây ra tác dụng nhiệt và không phụ thuộc vào chiều dòng
- Mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn dây thuần cảm L:
+ Cho dòng 1 chiều chạy qua hoàn toàn, cho dòng xoay chiều chạy qua và gây ra tác dụng cản trở gọi là
- Mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện C :
+ Không cho dòng 1 chiều và cho dòng xoay chiều chạy qua gây ra tác dụng cản trở gọi là cảm kháng:
C f C
Z C
.2
1
1
Trong đó: C F
+ Dòng xoay chiều “qua” tụ gọi là dòng điện dịch – gây ra bởi sự biến thiên điện trường giữa hai bản tụ
+ Điện áp u C luôn trễ pha
Z R
U I
Z
U Z
U R
U Z
U I
Z
U Z
U R
U Z
U I
C L
C C L
L R O
C C L
L R
1
max
0 0 0 0
Lưu ý: Mạch cho điện áp 1 chiều chạy qua
+ Mạch không chứa tụ điện
Trang 23U I
xoaychieu xoaychieu
chieu chieu
_ _
+ Độ lệch pha của điện áp so với dòng điện:
R
C L C L
U
U U R
U I
I max , 1
> tan 0: u, i cùng pha
- Công thức giải nhanh các trường hợp đặc biệt
+ Thay đổi L, C, tần số để I max , U Rmax , U LCmin , U rLCmin :
RL
L C RC
RC
Z Z U U R U
Z Z U U R U
2
1:
2
1:
+ Bài toán lệch pha điện áp, dòng điện:
- Khi: u1u2:Tan1.Tan2 1
- Khi: UAB = UAM + UMB u AB ; u AM và u MB cùng pha tanu AB = tanu AM = tanu MB
- Khi: C = C1 và C = C2 thì cường độ dòng trong mạch i1 ,i2 lệch pha nhau
Nếu
22 1 2
tantan
2 1
2 1
2
1 I
I (nếu C1 >C2 )tan (nếu C1 < C2 )
+ Đoạn mạch RLC có L thay đổi:
* Khi L = L1 hoặc L = L2 thì UL có cùng giá trị => ULmax :
U
U U U
RL m
U U
+ Đoạn mạch RLC có C thay đổi:
* Khi C = C1 hoặc C = C2 thì UC có cùng giá trị => UCmax :
U
U U U
2 2
Trang 24* Khi ( ax)
2 2
2 R4
RC m
U U
L m
U L U
* Khi ( ax)
2 2
2 4
C m
U L U
2
* Khi L thì U(Lmax) , khi C thì U(Cmax), khi R thì U(Rmax) : R L.C
* Khi = 1 hoặc = 2 thì UC như nhau, để UC(max):
2
2 2 2 1
2 2 2 1 2
.
Trang 25Chuyên đề 12: Công suất
- Công suất tức thời: P =u.i = UIcos + UIcos(2t + ) , biến thiên tuần hoàn chu kì T/2, tần số 2f,
- Công suất (Công suất trung bình):
+ Hệ số công suất:
U
U Z
2( os )U c R
Lưu ý: + Điện năng tiêu thụ: W= P.t (J)
+ Khi mạch chứa thêm điện trở thuần r
- Hệ số công suất:
U
U U Z
+ ý nghĩa hệ số công suất: Hệ số công suất càng lớn => công hai phí trên dây càng bé và ngược lại
- Công thức giải nhanh các trường hợp đặc biệt
+ Khi C C1 Và C C2thì công suất như nhau, giá trị L:
2
) 2 ( ) 1
C L
Z Z
+ Khi L L1 Và L L2thì công suất như nhau, giá trị C:
2
) 2 ( ) 1
L C
Z Z
+ L, C (hoặc f) biến thiên để Pmax:
R
U P LC hay
Z
2
max)
22 1
2 1 2
max
2 1 2
Tan
Z Z R R R R
U P
R R
U P
C L
+ Mach RLrC nối tiếp:
- R thay đổi để P mạch max: R r Z L Z C
r R
r R
U
Trang 26Chuyên đề 13: Máy điện xoay chiều (máy phát, động cơ, biến áp)
1 Máy biến áp:
- K/n: Máy biến áp là thiết bị dùng để biến đổi điện áp xoay chiều
(Máy biến áp không có khả năng biến đổi tần số, không hoạt động trực tiếp dòng điện không đổi)
- Cấu tạo: - Cuộn sơ cấp N1 (dùng đưa điện áp vào)
- Cuộn thứ cấp N2 (dùng lấy điện áp ra)
- Lõi biến áp: lá thép kỹ thuật mỏng, sơn cách điện, ghép sát nhau tạo thành khối
- Nguyên tắc hoạt động: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ
- Công thức:
+ Điện áp:
1 2
1
2
N
N U
+ Cường độ dòng: - Bỏ qua hao phí: P2 P1 U2I2 U1I1
- Máy có hiệu suất H (H đổi ra hệ số): P2 H.P1 U2I2 H.U1I1
Trong đó: P 1 U1I1 là công suất điện cuộn sơ cấp, P 2 U2I2là công suất điện cuộn thứ cấp
Ngoài ra: + Thứ cấp mắc mạch RLC: P2 U I c2 os2 2
+ Máy biến áp quấn ngược một số vòng (Bỏ qua hao phí của máy):
1 1
2 2
n N U
U
Trong đó: n1 là số vòng quấn ngược cuộn sơ cấp, n2 là số vòng quấn ngược cuộn thứ cấp
+ Máy biến áp có điện trở thuần ( tính điện áp):
2 _ 2 1
thucap R thucap
socap R socap
U U U
U U U
với
1 2
1
2
N
N U
U
+ Máy biến áp có điện trở thuần ( Tính cường độ):
1 2
1 1 1
2 2 2
N
N r I U
r I U
2
1 I.N I N N
N I
I
2 Truyền tải điện năng:
- Điện năng hao phí trên dây: R
U
P R
I
P hp
2 2
2 2
cos
Trong đó: + P : Công suất điện truyền đi, đơn vị: W
+ U: Điện áp truyền tải trên dây
+ R: Điện trở dây truyền tải,
S
l
R
+ cos : Hệ số công suất trên dây truyền tải (thường cos = 1)
Lưu ý: - Cách giảm điện năng hao phí = tăng điện áp trên dây truyền tải, điện áp tăng k lần thì công suất
hao phí giảm k2 lần
- Dây dẫn gồm hai dây, chiều dài dây l = 2 lần khoảng cách truyền tải
- Hiệu suất truyền tải:
P
P P P
P
H hp VớiPPP hp công suất nhận được nơi tiêu thụ
- Độ sụt áp: U U UI.R Với U là điện áp nơi nguồn bắt đầu truyền đi, U là điện áp nơi tiêu thụ
Ngoài ra: + Khi điện áp U1 thì hiệu suất truyền tải H1, khi điện áp U2 thì hiệu suất H2:
2 2
(1H U) .(1H ).U + Độ sụt áp = n lần điện áp nơi tiêu thụ, để công suât hao phí giảm k lần nhưng công suât tiêu thụ không đổi, điện áp lúc này: 2
1
1.1