bài giảng vật lí đại cương chương 8 & 9 - dao động & sóng cơ

bài giảng vật lí đại cương chương 8 & 9 - dao động & sóng cơ tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bà...

Cïng tÇn sè, Ph−¬ng vu«ng gãc

) (

sin )

cos(

a a

xy 2

a

y a

x

1 2

2 1

2 2

1

2 2

= ϕ

− ϕ

− +

9 Tổng hợp hai dao động vuông góc (Xem BT 1.1)

Cùng tần số ω:

x=a1cos(ωt+ϕ1)

y=a2cos(ωt+ϕ2)

) (

sin )

cos(

a a

xy 2

a

y a

x

1 2

2 1

2 2

1

2 2

= ϕ

ư ϕ

ư +

™ Sự hình thμnh sóng cơ trong môi trường

chất

6 Các đặc trưng của sóng

• Vị trí cân bằng

Điều kiện

hệ dao động:

2 0

2

=ω

) t

1.3 Khảo sát dao động điều hoμ

• Biên độ dao động: A=|x|max

v = = − ω0 ω0 + ϕ

x )

t cos(

A dt

+ ω

2 T

( sin

mA 2

1

0

2 2

0

2 ω ω + ϕ

=

C«ng do lùc ®μn håi:

2

kx kxdx

Fdx A

2 x

0

t − = −

)t

(cos

kA2

12

( cos )

t (

[sin

kA 2

1 W

W

Wtg = d + t = 2 2 ω0 + ϕ + 2 ω0 + ϕ

const

mA 2

1 kA

1

0 = ω

1.5 Con l¾c vËt lý P r = F r// + F r⊥

θ

≈ θ

=

⊥ | Mg sin Mg F

| r

Ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n cña vËtr¾n quay quanh trôc O

θd

g M

I θ

0 I

Mgd dt

d

2

2

= θ +

θ

I

Mgd

0 = ω

mgl

2

ω

dxm

rdt

+

2 0

dx2

dt

x

0 2

2

=ω

+β

+)

t cos(

e A

x = 0 − βt ω + ϕ

2

2

0 − β ω

β

− ω

π

= ω

π

=

2.2 Khảo sát dao động tắt dần

Biên độ dao động theo thời gian A = A 0 e−βt

t 0

ln )

T t ( e

0 A

t e

0

A ln

) T t

( A

) t (

A

+ β

−

β

−

= +

= δ

3 Dao động cơ cưỡng bức

Dao động dưới tác động ngoại lực tuần hoμn (bù năng lượng thắng lực cản) -> Hệ dao độngvới tần số cưỡng bức

3.1 Phương trình dao động cơ cưỡng bức

Lực đμn hồi: Fdh =-kx, Lực cản: FC=-rv, Lực cưỡng bức: FCB=HcosΩt

t

cosm

Hx

m

kdt

dxm

rdt

r

t

cosm

Hx

dt

dx2

dt

x

0 2

2

Ω

=ω

+β

+

Phương trình không thuần nhất có nghiệm:

x = xtd + xcb Sau thời gian dao động tắt dần bị tắt, chỉ cònlại dao động cưỡng bức:

2 2

2

2 0

2

4 )

( m

H A

Ω β

+ ω

ư Ω

=

2 0 2

2 tg

ω

ư Ω

2 0

ch = ω − 2 β Ω

TÇn sè céng h−ëng: Ω = Ωch x¶y ra céng

h−ëng -> A = Amax

2 2

0

max

m 2

H A

β

− ω

1 2

1 2

1

2 2

2

a [

2 2

1 1

2 2

1 1

cos a

cos a

sin a

sin

a tg

ϕ +

ϕ

ϕ +

ϕ

= ϕ

y Tần số ω1 ≈ ω2 , ϕ1 = ϕ2 = ϕ, a1 =a2 =a0:

x1=a0cos(ω1t+ϕ) x2=a0cos(ω2t+ϕ)

)] (

t ) cos[(

a 2 a

2

a 2 = 20 + 02 ω1 − ω2 + ϕ − ϕ

]) t ) cos[(

1 ( a

2

a 2 = 20 + ω1 − ω2

2

t )

( cos

a 4

a 2 20 2 ω1 − ω2

=

| 2

t )

( cos a

ω

− ω

π

=Chu kì biên độ lớn

] 2

t )

( cos[

a

x = ω1 + ω2 + ϕ

3 Phách

| 2

t )

( cos a

t )

( cos[

a

t

Phách lμ hiện t−ợng tổng hợp hai dao động

điều hoμ thμnh dao động biến đổi không điều

hoμ có tần số rất thấp bằng hiệu tần số của 2

dao động thμnh phần

ứng dụng trong kĩ thuật vô tuyến

ƒ Tổng hợp hai dao động vuông góc (Xem BT 1.1)

Cùng tần số ω:

x=a1cos(ωt+ϕ1)

y=a2cos(ωt+ϕ2)

) (

sin )

cos(

a a

xy 2

a

y a

x

1 2

2 1

2 2

1

2 2

= ϕ

− ϕ

− +

x ϕ2 -ϕ1=2kπ

Quĩ đạo Ellip

0 a

y a

x

2 1

a2

-a2 y ϕ2 -ϕ1=(2k+1)π

z ϕ2 -ϕ1=(2k+1)π/2

1 a

y a

x

2 2

y

x

a1-a1

a2

-a2

y

xa-a

2

T

T hay ω

T

2

1 =

Sóng cơ

(Tự đọc) 1.1 Sự hình thμnh sóng cơ trong

môi trường chất

1 Các khái niệm mở đầu

Những dao động cơ lan truyền trong môi

trường đμn hồi gọi lμ sóng cơ hay sóng đμn hồi

• Các điểm dao động

cùng pha: Mặt sóng

• Ranh giới giữa 2 phần

môi trường sóng truyền

qua vμ chưa qua: Mặt

G Môđuntrượt

• Chu kì T vμ tần số ν lμ chu kì vμ tần số của

phần tử dao động trong môi trường

• Bước sóng:λ lμ quãng đường truyền

sóng trong thời gian 1 chu kì T

cos(

A)

t(

(cos[

A)

't(

Coi ϕ=0, hμm sãng t¹i ®iÓm y bÊt k× c¸ch O:

)v

yt

(cos

cos(

=

) y

2 t (

rVÐc t¬ sãng

r

rO

i

0e )

t , r

i

0e )

t , r

Nguån sãng lμ nguån ®iÓm, mÆt sãng lμ mÆt cÇu

• Sãng cÇu

• Sãng ph¼ng:

• C¸c tia sãng song song víi

nhau, mÆt sãng lμ mÆt ph¼ng

π

− ω ω

( sin

VA 2

1 2 2 2

λ

π

− ω ω

dx (

1 2

sin(

v

A dy

dx

λ

π

− ω

( sin

VA 2

y

2 t

( sin VA

λ

π

ư ω ω

ρδ

= δ

• Mật độ năng lượng: trong đơn vị thể tích

)

y

2 t

( sin

A V

W 2 2 2

λ

π

ư ω ω

ρ

= δ

δ

= ϖ

• Mật độ năng lượng

trung bình của sóng

2 2

tb A

2

1 ρ ω

= ϖ

• Năng thông sóng, véc tơ Umốp-Poynting

Năng thông sóng P qua một mặt nμo đó trong

môi trường lμ đại lượng về trị số bằng năng

lượng sóng gửi qua mặt đó trong 1 đv thời gian:

P=ϖSv

• Giá trị trung bình

2

1 Sv

• Mật độ năng thông sóng trung bình: gửi qua một đv diện tích

v v

A 2

1 S

véc tơ Umốp-Poynting Φ r = ϖtbv r

... class="text_page_counter">Trang 19< /span>

Sóng cơ< /p>

(Tự đọc) 1.1 Sự hình thμnh sóng

mơi trường chất

1 Các khái niệm mở đầu

Những dao động lan...

t

Phách lμ t−ợng tổng hợp hai dao động

điều hoμ thμnh dao động biến đổi khơng điều

hoμ có tần số thấp hiệu tần số

dao động thμnh phần

ứng dụng kĩ thuật... đμn hồi gọi lμ sóng hay sóng đμn hồi

• Các điểm dao động< /p>

cùng pha: Mặt sóng

•