Dao động chủ đề 5 dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng

CHUYÊN ĐỀ 1: DAO ĐỘNG CHỦ ĐỀ 5: DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG (File Giáo viên) I Tóm tắt lý thuyết .2 Dao động tắt dần 2 Dao động trì 3 Dao động cưỡng Hiện tượng cộng hưởng II Bài tập ôn lý thuyết A BÀI TẬP TỰ ĐIỀN KHUYẾT B BÀI TẬP NỐI CÂU C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM III Bài tập phân dạng 14 DẠNG Bài tập áp dụng công thức .14 DẠNG Bài toán sử dụng đồ thị 29 I Tóm tắt lý thuyết Dao động tắt dần a Định nghĩa: Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi dao động tắt dần b Nguyên nhân làm tắt dần dao động: lực ma sát lực cản môi trường làm tiêu hao lắc, chuyển hóa thành nhiệt Vì biên độ lắc giảm dần cuối lắc dừng lại - Ta có: W = W’ – W = Ama sát đó: W: Cơ ; Ama sát: Công lực ma sát  Lưu ý: Lực cản môi trường phụ thuộc vào chất môi trường chất vật dao động Hình 4.4 Vật nặng lắc lị xo dao động: a khơng khí; b chất lỏng; c chất lỏng có gắn thêm vật cản c Ứng dụng: Các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc tơ, xe máy, ứng dụng dao động tắt dần Dao động trì - Nếu ta cung cấp thêm lượng cho vật dao động có ma sát để bù lại tiêu hao ma sát mà khơng làm thay đổi chu kì riêng dao động kéo dài gọi dao động trì - Năng lượng bù đắp dao động trì: A = -W = W1 – Wn Cơ chế bổ sung lượng cho đồng hồ lắc Dao động cưỡng a Định nghĩa: Dao động chịu tác dụng ngoại lực cưỡng tuần hoàn gọi dao động cưỡng Hình 4.6 Đồ thị: a ngoại lực điều hòa – thời gian (đường màu đỏ) b Li độ - thời gian vật (đường màu xanh) b Đặc điểm dao động cưỡng bức:  Về tần số: Dao động cưỡng có tần số tần số lực cưỡng  Về biên độ: - Dao động cưỡng có biên độ khơng đổi - Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào + biên độ lực cưỡng bức, + lực cản hệ: Biên độ lực cưỡng lớn lực cản nhỏ + chênh lệch tần số cưỡng f tần số riêng f hệ: chênh lệch biên độ dao động cưỡng lớn Hình 4.7 Võng máy tự động sử dụng điện Hiện tượng cộng hưởng a Định nghĩa: Hiện tượng biên độ dao động cưỡng tăng dần lên đến giá trị cực đại tần số f lực cưỡng tiến đến tần số riêng f hệ dao động gọi tượng cộng hưởng b Điều kiện để xảy cộng hưởng:  = 0 f = f0 T = T0 c Đường cong biểu diễn phụ thuộc biên độ vào tần số cưỡng gọi đồ thị cộng hưởng Nó nhọn lực cản môi trường nhỏ d Tầm quan trọng tượng cộng hưởng: Những hệ dao động Hộp đàn Nguyên tắc hoạt động tòa nhà, cầu, bệ đàn ghi ta, lị vi sóng dựa máy, khung xe, viơlon, cộng hưởng Ở có tần số riêng hộp cộng lị vi sóng này, Phải cẩn thận khơng hưởng với nhiều sóng sử dụng có hệ chịu tần số khác tần số phù hợp với tần tác dụng lực dây số dao động riêng cưỡng mạnh, có đàn làm cho phân tử nước tần số tần số tiếng đàn nghe thực phẩm Các phân riêng để tránh to, rõ tử nước đóng vai trị cộng hưởng, gây dao hệ cộng hưởng động mạnh làm gãy, dao động cưỡng bức, đổ nên hấp thụ lượng sóng sử dụng nóng lên Cầu Millennium (Anh) Hộp đàn Lị vi sóng Máy đo địa chấn: Bên bình có lắc với gắn đầu Kết cú sốc lòng đất, lắc bắt đầu chuyển động, tác động lên đầu bút ghi Một băng giấy quay sử dụng để ghi lại dao động tải Đẩy mạnh lơng lệch lò xo dao động dài Máy đo địa chấn II Bài tập ôn lý thuyết A BÀI TẬP TỰ ĐIỀN KHUYẾT Câu 1: Điền khuyết từ khóa thích hợp vào chỗ trống a Dao động có ……………… giảm dần theo thời gian gọi dao động tắt dần b Nguyên nhân làm tắt dần dao động: ………… lực cản môi trường làm tiêu hao lắc, chuyển hóa thành……………… c Các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc tơ, xe máy, ứng dụng ……………… d Nếu ta cung cấp thêm lượng cho vật dao động có ma sát để bù lại tiêu hao ma sát mà khơng làm thay đổi ……………… dao động kéo dài gọi ……………… e Dao động chịu tác dụng ……………………… gọi dao động cưỡng f Dao động cưỡng có biên độ khơng đổi có tần số bằng……………………… g Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào ……… lực cưỡng bức, vào lực cản hệ vào …………… tần số cưỡng f tần số riêng f0 hệ h Biên độ lực cưỡng lớn lực cản ………… chênh lệch f f0 ………………………… i Hiện tượng biên độ dao động cưỡng tăng dần lên đến …………… tần số f lực cưỡng tiến đến …………… f hệ dao động gọi tượng cộng hưởng j Hộp đàn đàn ghi ta, viôlon, …………… với nhiều tần số khác dây đàn làm cho tiếng đàn nghe to, rõ Lời giải: a biên độ b lực ma sát - nhiệt c dao động tắt dần d chu kì riêng - dao động trì e ngoại lực cưỡng tuần hồn f tần số lực cưỡng g biên độ - chênh lệch h nhỏ - i giá trị cực đại - tần số riêng j hộp cộng hưởng B BÀI TẬP NỐI CÂU Câu Hãy nối kí hiệu tương ứng cột A với khái niệm tương ứng cột B CỘT A CỘT B Dao động tắt dầnng tắt dầnt dầnn Là dao động tắt dầnng c bù lại tiêu hao mai tiêu hao ma tiêu hao ma sát mà khơng làm thay đổi chu kì riêngi chu kì riêng Dao động tắt dầnng trì Dao động tắt dầnng li động tắt dần vật mộta vật mộtt mộng tắt dầnt hàm côssin (hay sin) theo thời gian.i gian Dao động tắt dầnng cưỡngng bứcc Dao động tắt dầnng có biên động tắt dần giảm dần theo thờim dầnn theo thời gian.i gian Dao động tắt dầnng chịu tác dụng ngoạiu tác dụng ngoạing vật mộta mộng tắt dầnt ngoại tiêu hao mai lự tiêu hao mac cưỡngng bứcc tuầnn hồn Dao động tắt dầnng điềuu hòa Lời giải: – c; – a; – d; – b C BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM NHẬN BIẾT Câu 1: Khi nói dao động tắt dần vật, phát biểu sau đúng? A Li độ vật giảm dần theo thời gian B Gia tốc vật giảm dần theo thời gian C Vận tốc vật giảm dần theo thời gian D Biên độ dao động giảm dần theo thời gian Câu 2: Nguyên nhân gây dao động tắt dần clđ khơng khí A trọng lực tác dụng lên vật B lực căng dây treo C lực cản mơi trường D dây treo có khối lượng đáng kể Câu 3: Phát biểu sau sai nói dao động tắt dần? A Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian B Nguyên nhân dao động tắt dần ma sát C Trong dầu, thời gian dao động vật kéo dài so với vật dao động khơng khí D A B Câu 4: Chọn câu sai nói dao động tắt dần? A Dao động tắt dần ln ln có hại, nên người ta phải tìm cách để khắc phục dao động B Lực cản môi trường hay lực ma sát sinh công âm C Biên độ hay lượng dao động giảm dần theo thời gian D Dao động tắt dần chậm lượng ban đầu truyền cho hệ dao động lớn hệ số lực cản môi trường nhỏ Câu 5: Phát biểu sau sai nói dao động tắt dần? A Tần số dao động lớn dao động tắt dần chậm B Cơ dao động giảm dần C Biên độ dao động giảm dần D Lực cản lớn tắt dần nhanh Câu 6: Nhận định sau sai nói dao động học tắt dần? A Trong dao động tắt dần, giảm dần theo thời gian B Lực ma sát lớn dao động tắt nhanh C Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian D Dao động tắt dần có động giảm dần biến thiên điều hịa Câu 7: Chọn phát biểu sai nói dao động tắt dần A Ma sát, lực cản sinh công làm tiêu hao lượng dao động B Dao động có biên độ giảm dần ma sát lực cản môi trường C Tần số dao động lớn trình tắt dần kéo dài D Lực cản lực ma sát nhỏ trình tắt dần dài Câu 8: Chọn phát biếu sai nói dao động tắt dần? A Ma sát, lực cản sinh công làm tiêu hao dần lượng dao động B Dao động có biên độ giảm dần ma sát lực cản môi trường tác dụng lên vật dao động C Tần số dao động lớn trình dao động tắt dần kéo dài D Lực cản lực ma sát lớn trình dao động tắt dần kéo dài Câu 9: Dao động trì dao động tắt dần mà người ta đã: A Làm lực cản môi trường vật chuyển động B Tác dụng vào vật ngoại lực biến đổi điều hòa theo thời gian C Cung cấp cho vật phần lượng lượng vật bị tiêu hao chu kì D Kích thích lại dao động sau dao động bị tắt hẳn Câu 10: Chọn phát biểu đúng: A Dao động tự dao động có chu kỳ phụ thuộc vào kích thích hệ dao động B Dao động tự dao động tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn C Dao động tự dao động lắc đơn có biên độ góc  nhỏ (  100) D Dao động tự dao động có chu kỳ khơng phụ thuộc vào yếu tố bên ngồi, phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động Câu 11: Khi nói dao động cưỡng bức, phát biểu sau sai? A Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng B Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào tần số lực cưỡng C Dao động cưỡng có tần số ln tần số lực cưỡng D Dao động cưỡng có tần số ln tần số riêng hệ dao động Câu 12: Hiện tượng cộng hưởng xảy A tần số lực cưỡng tần số riêng hệ B tần số dao động tần số riêng hệ C tần số lực cưỡng nhỏ tần số riêng hệ D tần số lực cưỡng lớn tần số riêng hệ Câu 13: Phát biểu sau sai nói dao động học? A Tần số dao động cưỡng tần số ngoại lực cưỡng B Khi tần số ngoại lực cưỡng tần số dao động riêng hệ dao động xảy cộng hưởng C Dao động tắt dần có khơng đổi theo thời gian D Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian Câu 14: Khi nói dao động cơ, phát biểu sau sai? A Dao động cưỡng có biên độ khơng phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng B Dao động cưỡng có biên độ khơng đổi có tần số tần số lực cưỡng C Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian D Dao động lắc đồng hồ dao động trì Câu 15: Chọn câu trả lời sai? A Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian B Dao động cưỡng dao động tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hoàn C Khi cộng hưởng dao động tần số dao động hệ tần số riêng hệ dao động D Tần số dao động cưỡng tần số riêng hệ dao động Câu 16: Biên độ dao động cưỡng không thay đổi thay đổi A tần số ngoại lực tuần hoàn B biên độ ngoại lực tuần hoàn C pha ban đầu ngoại lực tuần hồn D lực cản mơi trường Câu 17: Trong dao động lắc lò xo, nhận xét sau sai? A Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào biên độ ngoại lực tuần hoàn B Tần số dao động riêng phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động C Tần số dao động cưỡng tần số ngoại lực tuần hồn D Lực cản mơi trường nguyên nhân làm cho dao động tắt dần Câu 18: Chọn câu sai: A Dao động cưỡng dao động tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hồn B Dao động cưỡng điều hịa C Dao động cưỡng có tần số tần số lực cưỡng D Biên độ dao động cưỡng thay đổi theo thời gian Câu 19: Chọn câu sai: A Dao động cưỡng không bị tắt dần B Cộng hưởng xảy dao động cưỡng C Biên độ dao động cưỡng không phụ thuộc ma sát D Dao động cưỡng vừa có hại có lợi Câu 20: Chọn phát biểu sai: A Điều kiện cộng hưởng hệ phải dao động cưỡng tác dụng ngoại lực biến thiên tuần hồn có tần số ngoại lực f tần số riêng hệ f0 B Biên độ cộng hưởng dao động không phụ thuộc vào lực ma sát môi trường, phụ thuộc vào biên độ ngoại lực cưỡng C Hiện tượng đặc biệt xảy dao động cưỡng tượng cộng hưởng D Khi cộng hưởng dao động biên độ dao động cưỡng tăng đột ngột đạt giá trị cực đại Câu 21: Điều kiện sau điều kiện cộng hưởng ? A Chu kì lực cưỡng phải lớn chu kì riêng hệ B Lực cưỡng phải lớn giá trị F0 C Tần số lực cưỡng phải tần số riêng hệ D Tần số lực cưỡng phải lớn nhiều tần số riêng hệ Câu 22: Một vật dao động điều hoà do: A khơng bị mơi trường cản trở B qn tính lực điều hoà tác dụng vào vật C cung cấp lượng đầu D Thường xuyên có ngoại lực tác dụng Câu 23: Phải có điều kiện sau dao động lắc đơn có biên độ khơng đổi? A Khơng ma sát B Có ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên C Con lắc dao động nhỏ D A B Câu 24: Dao động tắt dần A có biên độ khơng đổi theo thời gian B ln có lợi C ln có hại D có biên độ giảm dần theo thời gian Câu 25: Khi nói dao động tắt dần vật, phát biểu sau đúng? A Lực cản môi trường tác dụng lên vật nhỏ dao động tắt dần nhanh B Cơ vật không thay đổi theo thời gian C Động vật biến thiên theo hàm bậc thời gian D Biên độ dao động vật giảm dần theo thời gian Câu 26: Một vật dao động tắt dần có đại lượng giảm liên tục theo thời gian là: A biên độ gia tốc B li độ tốc độ C biên độ lượng D biên độ tốc độ Câu 27: Tìm phát biểu sai hệ dao động: A Động dạng lượng phụ thuộc vào vận tốc B Cơ hệ số C Thế dạng lượng phụ thuộc vào vị trí D Cơ hệ tổng động Câu 28: Dao động lắc đồng hồ A dao động cưỡng B dao động tắt dần C dao động điện từ D dao động trì Câu 29: Dao động tự vật dao động có: A Tần số không đổi B Biên độ không đổi C Tần số biên độ không đổi D Tần số phụ thuộc vào đặc tính hệ khơng phụ thuộc vào yếu tố bên ngồi Câu 30: Khi nói vể dao động cưỡng bức, phát biểu sau sai? A Tần số dao động cưỡng tần số lực cưỡng B Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng C Biên độ dao động cưỡng lớn tần số lực cưỡng gần tần số riêng hệ dao động D Tần số dao động cưỡng lớn tần số lực cưỡng Câu 31: Khi nói dao động cưỡng bức, phát biểu sau đúng? A Dao động lắc đồng hồ dao động cưỡng B Biên độ dao động cưỡng biên độ lực cưỡng C Dao động cưỡng có biên độ khơng đổi có tần số tần số lực cưỡng D Dao động cưỡng có tần số nhỏ tần số lực cưỡng Câu 32: Đối với vật dao động cưỡng bức: A Chu kì dao động phụ thuộc vào ngoại lực B Chu kì dao động phụ thuộc vào vật ngoại lực C Biên độ dao động không phụ thuộc vào ngoại lực D Biên độ dao động phụ thuộc vào ngoại lực Câu 33: Biên độ dao động cưỡng không phụ thuộc: A Pha ban đầu ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật B Biên độ ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật C Tần số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật D Hệ số lực cản tác dụng lên vật dao động Câu 34: Trong dao động học, nói vật dao động cưỡng (giai đoạn ổn định), phát biểu sau đúng? A Biên độ dao động cưỡng biên độ ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật B Chu kì dao động cưỡng ln chu kì dao động riêng vật C Biên độ dao động cưỡng phụ thuộc vào tần số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật D Chu kì dao động cưỡng chu kì ngoại lực tuần hồn tác dụng lên vật Câu 35: Khi xảy tượng cộng hưởng vật tiếp tục dao động A với tần số tần số dao động riêng B với tần số nhỏ tần số dao động riêng C với tần số lớn tần số dao động riêng D mà không chịu ngoại lực tác dụng Câu 36: Chọn tính chất sau điền vào chỗ trống cho nghĩa Dao động … chuyển động vật có li độ phụ thuộc vào thời gian theo dạng sin hay cos A Điều hòa B Tự C Tắt dần D Cưỡng Câu 37: Chọn tính chất sau điền vào chỗ trống cho nghĩa Dao động ………………… dao động hệ chịu ảnh hưởng nội lực A Điều hòa B Tự C Tắt dần D Cưỡng Câu 38: Phát biểu sai nói dao động tắt dần: A Biên độ dao động giảm dần B Cơ dao động giảm dần C Tần số dao động lớn tắt dần chậm D Lực cản lực ma sát lớn tắt dần nhanh Trong mơi trường có lực cản, sinh ma sát từ phát sinh lượng hao phí dẫn đến lượng ban đầu dao động chuyển hoá dần thành dạng lượng khác (nhiệt, âm thanh,…) Từ biên độ dao động giảm dần tắt hẳn, dẫn đến dao động vật tắt dần theo thời gian Bài 5: Vì đẩy lần, xích đu dao động vài chu kì dừng lại? Lấy ví dụ dao động tắt dần thực tế Lời giải: Vì q trình xích đu chuyển động có phần động xích đu chuyển thành dạng lượng khác (thế năng) cọ xát với khơng khí nên động nhỏ dần Do xích đu dao động vài chu kì dừng lại Ví dụ dao động tắt dần: giảm xóc ơtơ, xe máy, xích đu, Bài 6: Tìm tần số dao động riêng lắc lị xo Hình 6.1 Cho độ cứng lò xo k = 150 N/m, khối lượng thú nhún m = 0,15 kg Tần số phụ thuộc yếu tố nào? Hình 6.1 Thú nhún lị xo Lời giải: k 150 m f   5, 033Hz  m  0,15 k Từ cơng thức chu kì  tần số: Như vậy, tần số dao động riêng lắc lò xo phụ thuộc vào hai yếu tố hệ số đàn hồi (độ cứng) lò xo khối lượng vật dao động Bài 7: Tìm ví dụ tượng cộng hưởng xảy sống Đánh giá có lợi hay có hại cộng hưởng trường hợp Lời giải: Chiếc cầu bị rung Hộp đàn đàn Nguyên tắc hoạt Chiếc li thuỷ tinh đặt lắc tượng ghi ta, viôlon, động lị vi sóng gần loa công cộng hưởng hộp cộng dựa cộng suất lớn, li thuỷ tinh bị hưởng với nhiều hưởng vỡ loa phát âm tần số khác tương đối lớn dây đàn làm cho tiếng đàn nghe to, rõ T 2 Bài 8: Quan sát Hình 4.2, mơ tả chuyển động xích đu, ván nhảy cầu sau ngừng tác dụng lực Hình 4.2 Xích đu (a), ván nhảy cầu (b) Lời giải: Sau ngừng tác dụng lực vật chuyển động với biên độ nhỏ dần từ từ dừng lại Bài 9: Bố trí sơ đồ thí nghiệm hình 4.4 kéo vật nặng lắc lị xo khỏi vị trí cân theo phương thẳng đứng đoạn xác định thả nhẹ để vật dao động khơng vận tốc ban đầu Dự đốn thực thí nghiệm kiểm chứng (nếu có điều kiện) dao động lắc trường hợp vật nặng thực dao động trong: a) khơng khí; b) chất lỏng (nước/dầu); c) chất lỏng (nước/dầu) có gắn thêm vật cản Hình 4.4 Vật nặng lắc lị xo dao động trong: a) khơng khí; b) chất lỏng; c) chất lỏng có gắn thêm vật cản Lời giải: Dự đoán dao động lắc trường hợp vật nặng thực dao động trong: a) khơng khí: vật chuyển động nhanh với biên độ lớn dừng lâu hai trường hợp lại; b) chất lỏng (nước/dầu): vật chuyển động chậm với biên độ nhỏ dừng nhanh so với không khí; c) chất lỏng (nước/dầu) có gắn thêm vật cản: vật dừng lại nhanh Bài 10: Trên thực tế, sau kích thích để dao động, xích đu (Hình 4.1a) võng dao động tắt dần Làm cách để chúng dao động với biên độ không đổi? Lời giải: Chúng ta bổ sung lượng để bù lại tiêu hao lượng lực cản môi trường, bổ sung lượng cho vật dao động hai cách truyền lượng bổ sung phần lượng tiêu hao cuối chu kì dao động hệ lực chiều chuyển động sử dụng ngoại lực biến thiên điều hòa theo thời gian Bài 11: Bố trí thí nghiệm hệ lắc Barton Hình 4.10 Mơ hình gồm nhiều lắc đơn có chiều dài dây treo khác gắn sợi dây đàn hồi Khi lắc số kích thích để dao động, lắc lại (từ số đến số 7) bắt đầu dao động Giải thích chúng dao động dự đoán biên độ dao động chúng Hình 4.10 Thí nghiệm hệ lắc Barton Lời giải: Những lắc khác dao động lắc cưỡng Con lắc dao động mạnh lắc có chiều dài với chiều dài lắc 1, lắc Vì lúc chu kì dao động riêng T với chu kì dao động cưỡng T nên lắc xảy cộng hưởng dao động với biên độ lớn Bài 12: Tìm hiểu trình bày hoạt động giảm chấn khối lượng, lắc treo tòa nhà Taipei 101 Thành phố Đài Bắc, Đài Loan Hình 4.1 Con lắc giảm chấn treo tòa nhà Taipei 101 Lời giải:  Khi có tác động ngoại lực (gió, bão, động đất…) lên tồ nhà nhà bị dao động theo (rung lắc), nhờ có lắc giảm chấn mà triệt tiêu đáng kể ngoại lực tác dụng Hay cụ thể lắc giảm chấn có vai trị hạn chế dao động nhà cách làm cho dao động tắt dần nhanh chóng  Nguyên tắc làm thay đổi tần số dao động nhà để khơng có tần số dao động tần số dao động riêng hệ Bài 13: Tìm hiểu trình bày ngắn gọn phương án kĩ thuật để hạn chế thiệt hại cho tòa nhà, đặc biệt tòa nhà cao tầng, nơi thường xảy động đất Nhật Bản Lời giải:  Công nghệ “Con lắc thép khổng lồ” cho công trình Shinjuku Mitsui: cơng nghệ Hệ thống chống động đất cách đặt sáu lắc thép khổng lồ, lắc nặng 300 tịa nhà cao 55 tầng Tokyo, với tổng chi phí tỷ Yên Nhật tương đương khoảng (51 triệu USD) Theo thiết kế, lắc làm giảm chấn động tới 60%, mà rút ngắn thời gian chịu tác động từ dư chấn tịa nhà Ngồi ra, cơng nghệ cịn cho phép thi cơng mà khơng ảnh hưởng tới cấu trúc  Công nghệ “Con nhún” cho cơng trình Bệnh viện Chữ thập đỏ Ishinomaki: Tồn tịa nhà bệnh viện đặt hệ thống gồm 126 thiết bị chống động đất gọi thiết bị cách ly động đất Tập đoàn Nikkei Seikei xây dựng Thiết bị giống “con nhún” đặt móng tịa nhà Khi động đất xảy ra, tồn tịa nhà cao tầng, rộng 9.455m2 126 “con nhún” đẩy đưa “nhún” lên xuống qua lại móng vững chãi tịa nhà  Cơng nghệ Piston cho tịa nhà tháp: Mục đích để hấp thụ lực tác động giảm thiểu tối đa chuyển động rung lắc tầng lầu Khi có động đất cường độ mạnh, tịa nhà đung đưa qua lại với biên độ lớn đồng hồ lắc nhìn thấy mắt thường rung lắc nội tòa nhà bị triệt tiêu Một kỹ thuật khác phổ biến Tokyo triệt tiêu lực tác động chất lỏng dạng cấu trúc công nghệ piston lớn ứng dụng Một dẫn chứng tòa tháp Mori cao 238πt + π/3) N thìm với 53 tầng tầng hầm khu phức hợp Roppongi Hills Tokyo ứng dụng công nghệ  Cơng nghệ chống động đất khác cho tịa nhà giới: Hàng trăm tòa nhà khắp giới sử dụng hệ thống tên gọi van điều tiết khối lượng (TMD) Một thiết bị cực nặng, gọi nặng thứ hai, gắn vào tịa nhà để chống lại chuyển động Một tòa nhà chọc trời cao giới, Taipei 101 Đài Loan, có cầu thép nặng 730 cố định cáp thép Bài 14: Máy đo địa chấn sử dụng để phát đo đạc rung động địa chấn tạo dịch chuyển lớp vỏ Trái Đất Năng lượng từ địa chấn có khả kích thích lắc lị xo bên máy đo làm đầu bút di chuyển để vẽ lên giấy (Hình 4P.1) Hình 4P.1 Máy đo địa chấn a Dao động lắc lò xo máy đo địa chấn địa chấn xuất loại dao động gì? Giải thích b Tần số địa chấn thường nằm khoảng 30Hz – 40Hz Để kết ghi nhận tốt nhất, hệ lắc lò xo máy đo địa chấn cần thiết kế để có tần số dao động riêng khoảng nào? Lời giải: a) Máy đo địa chấn đơn giản hoạt động theo nguyên tắc sau đây: Khi xảy động đất hệ gồm lị xo vật nặng máy đo dao động theo tần số địa chấn ứng dụng tượng dao động cưỡng b) Tần số riêng hệ (vật nặng + lị xo) máy địa chấn phải có giá trị nhỏ tần số sóng địa chấn để tránh xảy tượng cộng hưởng dao động mức gây hỏng máy không đo tần số sóng địa chấn Bài 15: Một lắc dao động tắt dần Cứ sau chu kì, biến độ giảm 3% Tính phần lượng lắc bị dao động toàn phần Lời giải: Biên độ giảm 3%: A’ = 97%A = 0,97A kA '2 ' W A' 2 ( )2 0,97 0,94  W '  94% W W A kA Phần lượng lắc dao động toàn phần 6% Bài 16: Một lắc dài 44 cm treo vào trần toa xe lửa Con lắc bị kích động bánh toa xe gặp chỗ đường ray Hỏi tàu chạy thẳng với tốc độ biên độ dao động lắc lớn nhất? Cho biết chiều dài đường ray 12,5 m Lấy g = 9,8πt + π/3) N m/s² Lời giải: T 2 l 2 g 0, 44 1,33s 9,8πt + π/3) N Chu kì dao động riêng lắc là: Để lắc dao động với biên độ lớn phải xảy tượng cộng hưởng, đó: Txe lửa = T = 1,33s Chu kì xe lửa thời gian xe hết quãng đường 12,5m