LÝ THUYẾT VÀ CÔNG THỨC VẬT LÝ LỚP 12

Lý thuyết + Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàmcôsin hay sin của thời gian.. * Tìm một đại lượng chưa biết trong dao động điều hòa nhờ chức năng SOLVE trong m

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

Chương I DAO ĐỘNG CƠ

I DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

1 Lý thuyết

+ Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàmcôsin (hay sin) của thời gian

+ Phương trình dao động: x = Acos(ωt + ϕ), trong đó:

x là li độ của dao động; A là biên độ dao động; đơn vị cm, m;

ω là tần số góc của dao động; đơn vị rad/s;

(ωt + ϕ) là pha của dao động tại thời điểm t; đơn vị rad;

ϕ là pha ban đầu của dao động; đơn vị rad

+ Một điểm dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thểđược coi là hình chiếu của một điểm tương ứng chuyển động tròn đềutrên đường kính là đoạn thẳng đó

+ Chu kì T của dao động điều hòa là khoảng thời gian để thực hiệnmột dao động toàn phần; đơn vị giây (s)

+ Tần số f của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiệnđược trong một giây; đơn vị héc (Hz)

+ Liên hệ giữa ω, T và f: ω = T

π2 = 2πf

+ Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian:

v = x' = - ωAsin(ωt + ϕ) = ωAcos(ωt + ϕ + 2

π)

Véc tơ vận tốc luôn hướng theo chiều chuyển động; khi vật chuyểnđộng theo chiều dương thì v > 0; khi vật chuyển động ngược chiềuchiều dương thì v < 0

+ Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc (đạo hàm bậc hai của li độ)theo thời gian: a = v' = x’’ = - ω2Acos(ωt + ϕ) = - ω2x

Véc tơ gia tốc luôn hướng về phía vị trí cân bằng và có độ lớn tỉ lệvới độ lớn của li độ

+ Li độ x, vận tốc v, gia tốc a biến thiên điều hòa cùng tần số nhưngvận tốc sớm pha hơn 2

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận  + Khi đi từ vị trí cân bằng ra biên: |v| giảm; |a| tăng; v

→

 a

→

+ Khi đi từ biên về vị trí cân bằng: |v| tăng; |a| giảm; v

→

 a

→.+ Tại vị trí biên (x = ± A): v = 0; |a| = amax = ω2A

+ Tại vị trí cân bằng (x = 0): |v| = vmax = ωA; a = 0

+ Đồ thị của dao động điều hòa là một đường hình sin

+ Quỹ đạo của dao động điều hòa là một đoạn thẳng

2 Công thức

+ Li độ: x = Acos(ωt + ϕ)

+ Vận tốc: v = x’ = - ωAsin(ωt + ϕ) = ωAcos(ωt + ϕ + 2

π)

+ Gia tốc: a = v’ = x’’ = - ω2Acos(ωt + ϕ) = - ω2x

+ Liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số: ω = T

π2 = 2πf

+ Công thức độc lập: A2 = x2 +

2 2

v

ω =

2 4

a

ω +

2 2

v

ω .+ Những cặp lệch pha nhau 2

π (x, v hay v, a) sẽ thỏa mãn công thứcElip:

+ Trong một chu kì, vật dao động điều hòa đi được quãng đường 4A.Trong nữa chu kì, vật đi được quãng đường 2A

+ Quãng đường lớn nhất; nhỏ nhất vật dao động điều hòa đi đượctrong khoảng thời gian 0 < ∆t < 2

+ Tốc độ trung bình: vtb =

s t

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

Vị trí cân bằng x = 0: |v| = vmax = ωA; Wđ = Wđmax; a = 0; Wt = 0;chọn t = 0 khi x = 0 thì ϕ = ±2

π (ϕ > 0 khi v < 0; ϕ < 0 khi v > 0)

Vị trí biên x = ± A: v = 0; |a| = amax = ω2A; Wđ = 0; Wt = Wtmax; chọn

π (v > 0 thì ϕ < 0; v < 0 thì ϕ > 0)

Vị trí x = ±

22

A

: |v| =

ax 22

m

v

; Wđ = Wt; chọn t = 0 khi x =

22

A

thì ϕ = ±

34

π

Vị trí x = ±

32

A

thì ϕ = ±

56

π.+ Đường tròn lượng giác dùng để giải nhanh một số câu trắc nghiệm:

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

II CON LẮC LÒ XO

1 Lý thuyết

+ Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k có khối lượng khôngđáng kể, một đầu gắn cố định, đầu kia gắn với vật nặng khối lượng m,được đặt theo phương ngang hoặc treo thẳng đứng

+ Con lắc lò xo là một hệ dao động điều hòa

+ Phương trình dao động: x = Acos(ωt + ϕ); với ω =

k

m

+ Lực gây ra dao động điều hòa luôn luôn hướng về vị trí cân bằng gọi

là lực kéo về hay lực hồi phục Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ và

là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa, được viết dưới dạngđại số: F = - kx = - mω2x Lực kéo về của con lắc lò xo không phụthuộc vào khối lượng của vật

+ Khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên: Wđ ; Wt 

+ Khi vật đi từ biên về vị trí cân bằng: Wđ ; Wt 

+ Tại vị trí cân bằng (x = 0): Wt = 0; Wđ = Wđmax = W

+ Tại vị trí biên (x = ± A): Wđ = 0; Wt = Wtmax = W

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

k m

T

.+ Cơ năng: W = Wt + Wđ = 2

2

W

1W

d t

A x

2

W1W

A

n+ ; v = ± ωA 1

n

n+ .+ Vị trí có Wt = nWđ: x = ± 1

n A

n+ ; v = ± 1

A n

ω+ .

+ Lực đàn hồi của lò xo: F = k(l – l0) = k∆l

+ Con lắc lò xo treo thẳng đứng: ∆l0 = k

mg

; ω = 0

g l

∆ .

Chiều dài cực đại của lò xo: lmax = l0 + ∆l0 + A

Chiều di cực tiểu của lò xo: lmin = l0 + ∆l0 – A

Lực đàn hồi cực đại: Fmax = k(A + ∆l0)

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

Lực đàn hồi cực tiểu: A ≥ ∆l0: Fmin = 0; A < ∆l0: Fmin = k(∆l0 – A)

Độ lớn của lực đàn hồi tại vị trí có li độ x:

Fđh= k|∆l0 + x| nếu chiều dương hướng xuống

Fđh = k|∆l0 - x| nếu chiều dương hướng lên

* Viết phương trình dao động nhờ máy tính fx-570ES khi có x0 và v0:+ Tính tần số góc ω (nếu chưa có)

+ Thao tác trên máy: SHIFT MODE 1 (màn hình xuất hiện Math) MODE 2 (màn hình xuất hiện CMPLX để diễn phức) SHIFT MODE 4 (chọn đơn vị đo góc là rad), nhập x0 -

0

v

ω i (bấm ENG để

nhập đơn vị ảo i) = (hiễn thị kết quả dạng a + bi) SHIFT 2 3 = (hiễn

thị kết quả dạng A ∠ ϕ) Phương trình dao động: x = A(cosωt + ϕ)

III CON LẮC ĐƠN

1 Lý thuyết

+ Con lắc đơn gồm một vật nặng treo vào sợi dây không giãn, vậtnặng kích thước không đáng kể so với chiều dài sợi dây, sợi dây cókhối lượng không đáng kể so với khối lượng vật nặng

+ Phương trình dao động của con lắc đơn khi sinα ≈ α (rad):

s = S0cos(ωt + ϕ) hoặc α = α0 cos(ωt + ϕ); trong đó α = l

1

; ω = l

g

.+ Chu kì dao động của con lắc đơn không phụ thuộc vào khối lượngcủa vật nặng mà chỉ phụ thuộc vào độ cao, độ sâu so với mặt đất, phụthuộc vào vĩ độ địa lí và nhiệt độ của môi trường

+ Xác định gia tốc rơi tự do nhờ con lắc đơn: g =

2 2

4 l

T

π.+ Khi con lắc đơn dao động điều hòa có sự chuyển hóa qua lại giữađộng năng và thế năng nhưng tổng của chúng tức là cơ năng sẽ đượcbảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát

+ Khi vật chuyển động từ vị trí cân bằng ra biên: Wđ ; Wt 

+ Khi vật chuyển động từ biên về vị trí cân bằng: Wđ ; Wt 

+ Tại vị trí cân bằng (α = 0): Wt = 0; Wđ = Wđmax = W

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

+ Tại vị trí biên (α = ± α0): Wđ = 0; Wt = Wtmax = W

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

1.+ Vận tốc khi đi qua vị trí có li độ góc α: v = 2gl(cosα −cosα0)

.Vận tốc khi đi qua vị trí cân bằng: |v| = vmax = 2gl(1−cosα0).

Nếu α0 ≤ 100: v = ( )

2 2

α −

max = α0 gl ; α và α0 tính ra rad.+ Sức căng của sợi dây: Tα = mgcosα + l

2

α).+ Biến thiên của chu kỳ theo độ cao so với mặt đất và theo nhiệt độmôi trường: 2

t R

h T

T = ∆ + ∆

; với ∆T = T’ – T; R = 6400 km là bánkính Trái Đất; ∆h = h’ – h; ∆t = t’ – t; α là hệ số nở dài của dây treo Đồng hồ quả lắc: ∆T > 0 thì đồng hồ chạy chậm; ∆T < 0 thì đồng

hồ chạy nhanh ; thời gian nhanh, chậm trong 24 giờ: ∆t = '

86400

T

T

∆

.+ Con lắc đơn chịu thêm các lực khác ngoài trọng lực:

Trọng lực biểu kiến:

→'

P = P→ + F→

Gia tốc rơi tự do biểu kiến:

→'

g = →g + m

F

→ Khi đó: T’ = 2π g'

l

.Thường gặp: lực điện trường F = q→ E ; lực quán tính: → F = - m→ →a

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

Khi thang máy đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều: T = 2π g

l

.Khi thang máy đi lên nhanh dần đều hoặc đi xuống chậm dần đềuvới gia tốc có độ lớn là a (

→

a hướng lên): T = 2π g a

l

+ .Khi thang máy đi lên chậm dần đều hoặc đi xuống nhanh dần đềuvới gia tốc có độ lớn là a (

→

a hướng xuống): T = 2π g a

l

− .

* Tìm một đại lượng chưa biết trong dao động điều hòa nhờ chức năng

SOLVE trong máy tính cầm tay fx-570ES:

Nhập biểu thức có chứa đại lượng cần tìm (để có dấu = trong biểu thức thì bấm ALPHA CALC, để nhập đại lượng cần tìm (được gọi là X) thì bấm ALPHA ), để hiển thị giá trị của X thì bấm SHIFT CALC

= (với những biểu thức hơi phức tạp thì thời gian chờ để hiễn thị kết

quả hơi lâu, đừng sốt ruột)

IV DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC

1 Lý thuyết

+ Khi không có ma sát, con lắc dao động điều hòa với tần số riêng f0;tần số riêng của con lắc chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc.+ Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi là dao động tắtdần Nguyên nhân làm tắt dần dao động là do lực ma sát và lực cảncủa môi trường

Vật dao động tắt dần có biên độ giảm dần nên năng lượng (cơ năng)cũng giảm dần theo thời gian

Các thiết bị đóng cửa tự động hay bộ phận giảm xóc của ôtô, xemáy, … là những ứng dụng của dao động tắt dần

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

+ Dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi màkhông làm thay đổi chu kỳ dao động riêng gọi là dao động duy trì.Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì

+ Dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn gọi

là dao động cưỡng bức Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và

có tần số bằng tần số f của lực cưỡng bức

Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lựccưỡng bức, vào lực cản trong hệ dao động và vào sự chênh lệch giữatần số cưỡng bức f và tần số riêng f0 của hệ Biên độ của lực cưỡngbức càng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và f0 càng ít thìbiên độ của dao động cưỡng bức càng lớn

+ Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng dần lên đến giá trị cựcđại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f0 của hệdao động gọi là hiện tượng cộng hưởng Điều kiện cộng hưởng: f = f0

2 Công thức

+ Con lắc lò xo dao động tắt dần (biên độ ban đầu A, hệ số ma sát µ):Quảng đường vật đi được đến lúc dừng lại: S = g

A mg

µ

; đó cũng là khoảngcách giữa VTCB mới so với VTCB cũ

Độ giảm biên độ sau mỗi chu kì: ∆A = k

mg

µ4

= 2

4ω

µg

Độ giảm cơ năng:

Ak A

Thời gian chuyển động: t = N.T

+ Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi f = f0 hay ω = ω0 hoặc T = T0

V TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

1 Lý thuyết

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

+ Mỗi dao động điều hòa được biểu diễn bằng một véc tơ quay Véc tơnày có gốc tại gốc tọa độ của trục Ox, có độ dài bằng biên độ daođộng A và hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu ϕ

+ Phương pháp giãn đồ Fre-nen: lần lượt vẽ hai véc tơ quay biểu diễnhai phương trình dao động thành phần, sau đó vẽ véc tơ tổng của haivéc tơ trên Véc tơ tổng là véc tơ quay biểu diễn phương trình của daođộng tổng hợp

+ Công thức tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:

A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (ϕ2 - ϕ1); tanϕ = 1 1 2 2

2 2 1 1

coscos

sinsin

ϕϕ

ϕϕ

A A

A A

+

+

.+ Khi x1 và x2 cùng pha (ϕ2 - ϕ1 = 2kπ) thì A = A1 + A2 (cực đại); khi

x1 và x2 ngược pha (ϕ2 - ϕ1 = (2k + 1)π) thì A = |A1 - A2| (cực tiểu); khi

x1 và x2 vuông pha (ϕ2 - ϕ1 = (2k + 1) 2

π) thì A = A12+A22 Biên độ

dao động tổng hợp nằm trong khoảng: |A1 – A2| ≤ A ≤ A1 + A2

2 Công thức

+ Nếu: x1 = A1cos(ωt + ϕ1) và x2 = A2cos(ωt + ϕ2) thì:

x = x1 + x2 = Acos(ωt + ϕ); với A và ϕ được xác định bởi:

A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (ϕ2 - ϕ1); tanϕ = 1 1 2 2

2 2 1 1

coscos

sinsin

ϕϕ

ϕϕ

A A

A A

+

+

.Hai dao động cùng pha (ϕ2 - ϕ1 = 2kπ): A = A1 + A2

Hai dao động ngược pha (ϕ2 - ϕ1)= (2k + 1)π): A = |A1 - A2|

Hai dao động vuông pha (ϕ2 - ϕ1) = (2k + 1) 2

π): A = A12+A22 .

Với độ lệch pha bất kỳ: | A1 - A2 | ≤ A ≤ A1 + A2

* Dùng máy tính fx-570ES, giải bài toán tổng hợp dao động:

+ Thao tác trên máy: bấm SHIFT MODE 4 (trên màn hình xuất hiện chữ R để dùng đơn vị góc là rad); bấm MODE 2 (để diễn phức); nhập A1; bấm SHIFT (-) (trên màn hình xuất hiện dấu ∠ để nhập góc);

nhập ϕ1 ; bấm +; nhập A2; bấm SHIFT (-); nhập ϕ 2 ; bấm =; bấm SHIFT 2 3 =; màn hình hiễn thị A ∠ ϕ.

+ Trường hợp biết một dao động thành phần x1 = A1cos(ωt + ϕ1) vàdao động tổng hợp là x = Acos(ωt + ϕ) thì dao động thành phần cònlại x2 = x – x1; thực hiện phép trừ số phức

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

+ Trường hợp tổng hợp nhiều dao động điều hòa cùng phương cùngtần số x = x1 + x2 + + xn; thực hiện phép cộng nhiều số phức

Chương II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

I SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ

1 Lý thuyết

+ Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất

+ Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao độngtheo phương vuông góc với phương truyền sóng

Trừ trường hợp sóng mặt nước, sóng ngang chỉ truyền được trongchất rắn

+ Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao độngtheo phương trùng phương truyền sóng

Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn

Sóng cơ không truyền được trong chân không

+ Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào môi trường: vrắn > vlỏng > vkhí.+ Khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác tốc độ truyềnsóng thay đổi, bước sóng thay đổi còn tần số sóng thì không thay đổi.+ Bước sóng λ: là khoảng cách giữa hai phần tử sóng gần nhau nhấttrên phương truyền sóng dao động cùng pha Bước sóng cũng là quãngđường mà sóng truyền đi được trong một chu kỳ: λ = vT =

1

mω2A2.+ Tại nguồn phát O phương trình sóng là uO = acos(ωt + ϕ) thì phương

trình sóng tại điểm M ( OM = x) trên phương truyền sóng là: uM =acos(ωt + ϕ - 2π λ

OM

) = acos(ωt + ϕ - 2π λ

x

)

+ Độ lệch pha của hai dao động giữa hai điểm cách nhau một khoảng

d trên phương truyền sóng: ∆ϕ = λ

πd2

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

Khi d = kλ (k ∈ N) thì hai dao động cùng pha; khi d = (k +

1

2 )λ thìhai dao động ngược pha; khi d = (k +

1

4 )λ thì hai dao động vuông pha

II GIAO THOA SÓNG

1 Lý thuyết

+ Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động cùng phương cùng chu kì(hay tần số) và có hiệu số pha không thay đổi theo thời gian Hainguồn kết hợp có cùng pha là hai nguồn đồng bộ

+ Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp

+ Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp nhauthì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau; cónhững điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau

+ Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóngtới đó bằng một số nguyên lần bước sóng: d2 – d1 = kλ; (k ∈ Z)

+ Cực tiểu giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóngtới đó bằng một số nguyên lẻ nữa bước sóng: d2 – d1 = (k + 2

1)λ

2 Công thức

+ Nếu phương trình sóng tại hai nguồn S1; S2 là: u1 = Acos(ωt + ϕ1); u2

= Acos(ωt + ϕ2) thì phương trình sóng tại M (tổng hợp hai sóng từ S1

và S2 truyền tới) là (với S1M = d1; S2M = d2):

π(d2 −d1)

+ 2

ϕ

∆)|Tại M có cực đại khi: λ

π(d2 −d1)

+ 2

ϕ

∆ = kπ; k ∈ Z

Tại M có cực tiểu khi: λ

π(d2 −d1)

+ 2

ϕ

∆ = (k +

1

2 )π; k ∈ Z.+ Số cực đại, cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai nguồn (S1S2) là số cácgiá trị của k ∈ Z; tính theo công thức:

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

+ Số cực đại, cực tiểu trên đoạn thẳng MN trong vùng giao thoa là sốgiá trị của k ∈ Z; tính theo công thức:

ϕπ

ϕπ

∆ Cực tiểu:

∆.+ Số điểm dao động cùng pha hay ngược pha với hai nguồn trên đoạn

OM thuộc trung trực của AB (O là trung điểm của AB) là số giá trịcủa k (∈ Z):

+ Sóng phản xạ cùng tần số và cùng bước sóng với sóng tới

+ Nếu vật cản cố định thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ ngược phavới sóng tới và triệt tiêu lẫn nhau

+ Nếu vật cản tự do thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ cùng pha vớisóng tới và tăng cường lẫn nhau

+ Sóng tới và sóng phản xạ nếu truyền theo cùng một phương, thì cóthể giao thoa với nhau, và tạo ra một hệ sóng dừng

+ Trong sóng dừng có một số điểm luôn luôn đứng yên gọi là nút, vàmột số điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng.+ Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề của sóng dừng là 2

λ.+ Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề của sóng dừng là 4

λ.+ Hai điểm đối xứng nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng biên độ

và cùng pha, hai điểm đối xứng nhau qua nút sóng luôn dao động cùngbiên độ và ngược pha

+ Các điểm nằm trên cùng một bó sóng thì dao động cùng pha, nằmtrên hai bó sóng liền kề thì dao động ngược pha

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

2 Công thức

+ Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề trong sóng dừng là: 2

λ.+ Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề trong sóng dừng là: 4

λ.+ Biên độ dao động của điểm M trên dây cách nút sóng (hay đầu cốđịnh) một khoảng d: AM = 2A|cos(2π

d

λ + 2

π)|

+ Biên độ dao động của điểm M trên dây cách bụng sóng (hay đầu tựdo) một khoảng d: AM = 2A|cos2π

λ

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

IV SÓNG ÂM

1 Lý thuyết

+ Sóng âm là những sóng cơ học truyền trong các môi trường khí,lỏng, rắn

+ Một vật dao động phát ra âm gọi là nguồn âm

+ Tần số dao động của nguồn cũng là tần số của sóng âm

+ Sóng âm có thể truyền trong môi trường đàn hồi (rắn, lỏng, khí).+ Âm không truyền được trong chân không

+ Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định

+ Tính đàn hồi của môi trường càng cao thì tốc độ truyền âm càng lớn.+ Trong chất lỏng và chất khí thì sóng âm là sóng dọc, còn trong chấtrắn thì sóng âm là sóng dọc hoặc sóng ngang

+ Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz

+ Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là hạ âm

+ Âm có tần số trên 20000 Hz gọi là siêu âm

+ Nhạc âm là âm có tần số xác định

+ Về phương diện vật lí, âm được đặc trưng bằng tần số của âm,cường độ âm (hoặc mức cường độ âm) và đồ thị dao động của âm.+ Ba đặc trưng sinh lí của âm là: độ cao, độ to và âm sắc

+ Độ cao của âm là đặc trưng liên quan đến tần số của âm

+ Độ to của âm là đặc trưng liên quan đến mức cường độ âm L

+ Âm sắc là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm phát ra từcác nguồn khác nhau (âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm)

2 Công thức

+ Mức cường độ âm: L = lgI0

I

.+ Cường độ âm chuẩn: I0 = 10-12 W/m2

+ Cường độ âm tại điểm cách nguồn âm một khoảng R: I = 4 R2

+ Trong một quãng tám gồm các nốt nhạc đồ, rê, mi, pha, sol, la, xi,

đô thì nốt mi và nốt pha, nốt xi và nốt đô cách nhau nữa cung còn các

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

nốt liền kề nhau khác cách nhau một cung Hai nốt nhạc kề nhau cáchnhau nữa cung thì có tần số: f12cao = 2f12thap; cách nhau một cung thì cótần số: f12cao = 4f12thap

+ Hàm lôgaric: lga = b  a = 10b; lg(a.b) = lga + lgb; lg

a

b = lga – lgb.

Chương III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1 Lý thuyết

+ Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòatheo thời gian

+ Biểu thức của i và u: i = I0cos(ωt + ϕi); u = U0cos(ωt + ϕu)

Trong 1 giây dòng điện xoay chiều đổi chiều 2f lần

+ Những đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều:

- Các giá trị tức thời, cực đại, hiệu dụng của i, u ;

- Tần số góc, tần số và chu kì;

- Pha và pha ban đầu

+ Người ta tạo ra dòng điện xoay chiều bằng máy phát điện xoaychiều Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảmứng điện từ

+ Đo các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều người ta dùng cácdụng cụ đo dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều

+ Suất điện động cực đại trong khung dây (có N vòng dây) của máyphát điện: E0 = ωΦ0 = ωNBS

+ Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều:

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

1

2 fCπ .+ Định luật Ôm: I =

Giữa hai đầu điện trở thuần: uR = RI0cos(ωt + ϕi)

Giữa hai đầu cuộn cảm thuần: uL = ωLI0cos(ωt + ϕi + 2

π)

Giữa hai bản của tụ điện: uC =

0

I C

ω cos(ωt + ϕi - 2

π)

+ Đoạn mạch chỉ có L hoặc C hoặc L và C thì: 02

2 2 0

2

U

u I

i

+ = 1

III MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

+ Góc lệch pha giữa u và i (ϕ = ϕu - ϕi): tanϕ = R

Z

Z L − C

- Nếu ZL > ZC: điện áp u sớm pha so với dòng điện i

- Nếu ZL < ZC: điện áp u trể pha so với dòng điện i

+ Cộng hưởng điện: Khi ZL = ZC hay ω =

1

LC thì Z = Zmin = R; I

= Imax =

U

R ; ϕ = 0 Đó là trường hợp có cộng hưởng điện

+ Giãn đồ véc tơ cho các điện áp trên đoạn mạch RLC:

2 Công thức

+ Tổng trở: Z =

2 C L 2

) Z-(Z

Z

Z L − C

.+ Biểu thức của u và i:

Nếu i = I0cos(ωt + ϕi) thì u = U0cos(ωt + ϕi + ϕ)

Nếu u = U0cos(ωt + ϕu) thì i = I0cos(ωt + ϕu - ϕ)

+ Cộng hưởng điện: Khi: ZL = ZC hay ω = LC

1 thì:

Z = Zmin = R; ϕ = 0 (u cùng pha với i); I = Imax = R

U

; P = Pmax = R

U2

.+ Cực đại của UL theo ZL: ZL = C

 Lý thuyết – Công thức Lý 12CB – Dương Văn Đổng – Bình Thuận 

24

UL

R LC R C− .+ Cực đại của UC theo ZC: ZC = L

24

UL

R LC R C− .+ Khi ω = ω1; ω = ω2; có UL1 = UL2; ω = ω0; có UL = ULmax thì:

2 0

* Giải một số bài tập về dòng điện xoay chiều nhờ máy tính cầm tay