Tómtắt Chương 1-4 VL 12NC

Mô men quán tính : I kgm 2 Mômen quán tính của chất điểm hay hệ chất điểm hặc vật rắn đối với một trục đặc trưng cho mức quán tính sức ì của chất điểm hay hệ chất điểm hặc vật rắn đó

Tóm tắt kiến thức Vật lí 12 NC

Chương I: CƠ HỌC VẬT RẮN.

-& -Phần 1: TÓM TẮT LÝ THUYẾT & CÔNG THỨC.

1 Các khái niệm động học về sự quay của vật rắn:

· Toạ độ góc – góc quay:

+ Khi vật rắn quay quanh một trục cố định, thì các điểm trên vật rắn có cùng góc

quay, quỹ đạo là những đường tròn nằm trên mặt phẳng vuông góc trục quay

+ Toạ độ góc của điểm M là số đo của góc hợp bởi véc tơ tia OM 

và trục Ox

j =sđ OM,Ox   

+ Góc quay vật rắn thực hiện trong thời gian Dt = t-t0 là Dj = j - j0

+ Qui ước dấu:

- Toạ độ góc j và j0 dương khi quay trục Ox đến các véc tơ tia OM  hay OM  0

cùng chiều dương qui ước, và âm thì nguợc lại

- góc quay Dj dương khi quay véc tơ OM  0 đến OM 

theo cùng chièu dương qui ước

+ Đơn vị: rad 1rad = /1800

· Quãng đường đi: S = rj

· Vận tốc góc:

+ Vận tốc góc w là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của góc quay

+ Vận tốc góc trung bình: wtb =

t t

0

D

j D





j

 j

+ Vận tốc góc tức thời: w =d

dt

j = j/ + Đơn vị: rad/s

· Gia tốc góc:

+ Gia tốc góc  là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc

góc

+ Gia tốc góc trung bình: tb = 0

0



+ Gia tốc góc tức thời:  =

2 2

 + Đơn vị: rad/s2

· Gia tốc hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến:

Nếu vật rắn quay không đều, thì mỗi điểm trên vật rắn chuyển động tròn không đều Trong chuyển động này ngoài sự

biến thiên phương, chiều của vận tốc gây ra gia tốc hướng tâm an ( hay gia tốc pháp tuyến) Biến thiên về độ lớn vận tốc

gây nên gia tốc tiếp tuyến at an = r.w 2 =

r

v2

; at = dv d

dt dt

w



  (m/s2) Suy ra gia tốc toàn phần: a = a +a2n 2t = r w4 + 2 (m/s2)

2 Các chuyển động quay của vật rắn hay gặp

a Quay đều:

· Vận tốc góc:

w = d

dt

j

= j/ = hằng số.

· Toạ độ góc: j= j0 + wt

· Gia tốc dài trong chuyển động là gia tốc pháp tuyến a n hướng về tâm an = r.w2 =

r

v2 Gia tốc góc  = 0

b Quay biến đổi đều:

· Gia tốc góc:  = hằng số

· Vận tốc góc:

w = w0 + t

· Toạ độ góc: j= j0 +w0t + 1 2

t

2

x

M 0

Dj

O

M

j

Dj

(+)

 > 0

j0

t

j

0

j

j

O

 < 0

j0 j

t O

j0 j

t O

M x

a t

a n

v

O

a

j

(+)

Tóm tắt kiến thức Vật lí 12 NC

· Gia tốc dài (toàn phần):

a = a +a2n 2t = r w4 + 2

c Liên hệ vận tốc góc vận tốc dài, gia tốc góc gia tốc dài:

+ v = rw, at = r; an =

2 v

r = rw 2

+ a2 = 2 2

n t

a a = r2w4 + r2 2

3 Mômen lực:

· Mômen lực M của lực F đối với vật rắn có trục quay cố định là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay vật rắn quanh trục cố định đó của lực F, và đo bằng tích số lực và cánh tay đòn. M = ± F.d = Ftr

-TH: M > 0 thì mômen lực F làm vật rắn quay theo chiều dương,

-TH: M < 0 thì mômen lực F làm vật rắn quay theo chiều âm

· Đơn vị: N.m

4 Mô men quán tính : I (kgm 2 )

Mômen quán tính của chất điểm ( hay hệ chất điểm hặc vật rắn) đối với một trục đặc trưng cho mức quán tính (sức ì) của chất điểm ( hay hệ chất điểm hặc vật rắn) đó đối với chuyển động quay quanh trục đó

+ TH Chất điểm: I = mr2

+ TH Hệ chất điểm: I =

n 2

i i

i 1

m r





+ TH một số vật rắn đồng chất có dạng hình học đối xứng đối với trục quay đi qua khối tâm:

- Vành tròn và trụ rỗng: I = mR2

- Đĩa tròn và hình trụ đặc: I = 2

mR

1 2

- Thanh AB dài l( trục quay đi qua trọng tâm): I = 2

m

1

12 l

- Hình cầu đặc: I = 2 2

mR

5 Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục:

M

dt

w hoặc  M = dL

dt

6 Mômen động lượng: L (kgm 2 /s)

+ Chất điểm: L = mvr = mr2w ; r là khoảng cách từ chất điểm đang xét đến trục quay

+ Vật rắn: L = Iw, trong đó: I là mômen quán tính vật rắn

7 Định luật bảo toàn mômen động lượng:

Nếu tổng các mômen ngoại lực đặt lên hệ bằng không hoặc M 0 nhưng xét trong khoảng thời gian rất nhỏ thì mômen

động lượng của hệ được bảo toàn M = 0 thì L = hằng số

· Trường hợp hệ 1 vật: Iw = hằng số ® dạng triển khai: I1w1 = I/ 1w/1

· Trường hợp hệ nhiều vật: I1w1+ I1w1 + = hằng số

Dạng triển khai: I1w1+ I12w2 + = I/ 1w/1+ I / 2w/2+

8 Động năng của vật rắn: W đ (J)

· TH vật rắn chuyển quay quanh một trục:

Wđ = 1 I 2

1

2 Lw =

2

2

L

I ; Trong đó I là mômen quán tính đối với trục quay đang xét, L mômen động lượng.

· Vật rắn vừa chuyển động quay và vừa chuyển động tịng tiến : Wđ = Wđ quay + Wđ tt = 1 I 2

2

· Định lý động năng: DW = Wđ2 - Wđ1 = Angoại lực

· Định luật BTCN: W + Wđ (động năng quay) = hằng số

Chöông 2 DAO ĐỘNG CƠ

A TÓM TẮT LÝ THUYẾT.

I DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

d

F 

O

t

F 

r

Túm tắt kiến thức Vật lớ 12 NC

1 Dao động cơ, dao động tuần hoàn, dao động điều hũa

a Dao động cơ là chuyển động qua lại quanh một vị trớ cõn bằng.

b Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thỏi chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian

bằng nhau

c Dao động điều hũa là dao động trong đú li độ là một hàm cosin (hay sin) của thời gian.

- Phương trỡnh của dao động điều hũa là : x = Acos(wt + j), trong đú: A, w và j là những hằng số.

+ x là li độ của dao động ( đơn vị là m,cm…);

+ A là biờn độ của dao động A là hằng số luụn dương.

+ w là tần số gúc của dao động , cú đơn vị là rad/s; w là hằng số luụn dương.

+ (wt + j) là pha của dao động tại thời điểm t, cú đơn vị là rad, cho phộp xỏc định trạng thỏi của dao động tại thời

điểm t bất kỳ;

+ j là pha ban đầu của dao động , cho phộp xỏc định trạng thỏi của dao động tại thời điểm ban đầu

Chỳ ý: Một điểm dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể coi là hình chiếu của một ch ất điểm chuyển

động tròn đều lên Ox tơng trong mặt phẳng quỹ đạo

2 Tần số gúc, chu kỳ, tần số và pha của dao động điều hoà

a Chu kỳ T của dao động điều hũa là khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động toàn phần

Đơn vị là giõy (s)

+ Một vật trong khoảng Dt thực hiện được N dao động => Chu kỳ: T = t

N

D

b Tần số f của dao động điều hũa là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giõy Đơn vị là hec (Hz).

c Tần số gúc w của dao động điều hũa là một đại lượng liờn hệ với chu kỳ T hay với tần số f bằng cỏc hệ thức sau

đõy: w =

T



2

= 2f Đơn vị: rad/s ; f =

T

1 =



w

2 , tần số gúc w cú đơn vị là rad/s;

3 Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà.

a Vận tốc: v = x'(t) = - wAsin(wt + j) = wAcos(wt + j +

2



).

- Vận tốc của dao động điều hũa biến thiờn điều hũa cựng tần số nhưng nhanh pha hơn li độ một gúc

2



- Tốc độ cực đại: vmax = wA khi vật đi qua vị trớ cõn bằng (x = 0)

- Tốc độ cực tiểu : v = 0 ; khi vật ở vị trớ biờn (x = ± A)

- Vận tốc độc lập với thời gian : v = 2 2

w

±  v dương khi vật chuyển động cựng chiều dương và ngược lại

- Vận tốc trung bỡnh : vtb = 2 1

2 1

x

 D



D  (lưu ý : Vận tốc trung bỡnh cú thể õm, dương hoặc bằng 0)

- Tốc độ trung bỡnh : s

v t

+ Nếu vật chỉ đi trong giới hạn từ biờn này đến biờn kia ta cú s

v t

 = x2 x1

t



* S đường đi Nếu ban đầu vật xuất phỏt từ vị trớ biờn hoặc vị trớ cõn bằng thỡ :

t = ẳT => S = A t = ẵT => S = 2A t = ắT => S = 3A t = T => S = 4A

b Gia tốc: a = x''(t) = - w 2 Acos(wt + j) = - w 2 x

= w 2 Acos(wt + j + )

- Gia tốc của dao động điều hũa biến thiờn điều hũa cựng tần số nhưng ngược pha với li độ, nhanh pha hơn vận tốc gúc

2



- Gia tốc của vật dao động điều hoà đạt giỏ trị cực đại amax = w 2 A khi vật đi qua cỏc vị trớ biờn (x = ± A).

- Gia tốc của vật dao động điều hoà bằng 0 khi vật đi qua vị trớ cõn bằng x = 0

- Gia tốc luụn hướng về vị trớ cõn bằng O

4 Hệ thức độc lập với thời gian A2 x2 ( ) v 2

w

2 2













 w

v x

* Cỏc đặc trưng cơ bản của một dao động điều hoà.

+ Biờn độ A đặc trưng cho độ mạnh yếu của dao động điều hoà Biờn độ càng lớn thỡ năng lượng của vật dao động điều hoà càng lớn Năng lượng của vật dao động điều hoà tỉ lệ với bỡnh phương biờn độ

Tĩm tắt kiến thức Vật lí 12 NC + Tần số gĩc w đặc trưng cho sự biến thiên nhanh chậm của các trạng thái của dao động điều hồ Tần số gĩc của dao động càng lớn thì các trạng thái của dao động biến đổi càng nhanh

+ Pha ban đầu j: Xác định trạng thái ban đầu của dao động, là đại lượng quan trọng khi tổng hợp dao động

2 CON LẮC LỊ XO

a Con lắc lị xo : Con lắc lị xo gồm một lị xo cĩ độ cứng k khối lượng khơng đáng kể, một đầu gắn cố định, đầu kia

gắn với vật nặng khối lượng m được đặt theo phương ngang hoặc treo thẳng đứng

 Phương trình dao động :

+ Lực kéo về : F  kx

+ Phương trình dao động : x’’ = – w2 x Với : w2 = k

m

+ Nghiệm của PT : x = A.cos( w.t + j ) Với : A > 0 và w > 0

=> Con lắc lị xo dao động điều hồ

- Phương trình dao động: x = Acos(wt + j)

Với: + w =

m k

+ Chu kỳ : T = 2

k

m

;

+ Tần số : f =

 2

1

m k

+ Con lắc lị xo treo thẳng đứng: Dl =

k

mg

; w = g

l

D => T = 2 l

g

D

; + j xác định theo điều kiện ban đầu

b Tính chất của lực làm vật dao động điều hồ( Lực kéo về )

Lực làm vật dao động điều hồ tỉ lệ với độ dời tính từ vị trí cân bằng và luơn luơn hướng về vị trí cân bằng cĩ tác dụng

làm vật cĩ xu hướng quay về vị trí cân bằng nên gọi là Lực kéo về ( lực hồi phục) Trị đại số của lực hồi phục: F = - kx + Lực kéo về đạt giá trị cực đại Fmax = kA khi vật đi qua các vị trí biên (x = ± A).

+ Lực kéo về cĩ giá trị cực tiểu Fmin = 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0).

c Lực đàn hồi: Lực cĩ tác dụng làm cho lị xo về lại hình dạng ban đầu.

+ Lị xo nằm ngang thì lực đàn hồi chính là lực kéo về

+ Lị xo thẳng đứng, chiều dương hướng xuống: Fđh = k(Dl + x)

+ Lị xo thẳng đứng, chiều dương hướng lên: Fđh = k(Dl - x)

+ Lực đàn hồi cực đại: Fđhmax = k(Dl + A)

+ Lực đàn hồi cực tiểu: - Nếu: A  Dl thì Fđhmin = 0

- Nếu: A < Dl thì Fđhmin = k(Dl - A)

d Năng lượng trong dao động điều hồ

- Trong quá trình dao động của con lắc lị xo luơn xảy ra hiện tượng: khi động năng tăng thì thế năng giảm, khi động năng đạt giá trị cực đại bằng cơ năng thì thế năng đạt giá trị cực tiểu bằng 0 và ngược lại

& Thế năng: Wt =

2

1

kx 2 =

2

1

k A 2 cos 2 (wt + j) = W 0 cos 2 (wt + j)

& Động năng: Wđ =

2

1

mv 2 =

2

1

mw 2 A 2 sin 2 (wt + j) =

2

1

kA 2 sin 2 (wt + j) = W 0 sin 2 (wt + j)

& Cơ năng: W = W t + W đ =

2

1

k A 2 =

2

1

mw 2 A 2 = hằng số.

& Nhận xét:

- Trong quá trình dao động điều hịa của con lắc lị xo thì động năng và thế năng biến thiên cùng tần số

- Trong quá trình dao động điều hịa của con lắc lị xo thì cơ năng khơng đổi và tỉ lệ với bình phương biên độ dao động

- Gọi w’, f’, T’ là tần số gĩc, tần số và chu kỳ biến thiên của động năng và thế năng

w, f, T là tần số gĩc, tần số và chu kỳ biến thiên của dao động

Ta cĩ: w’ = 2w; f’ = 2f; T’ = ½ T

- Các vị trí (li độ) đặc biệt :

v = 0 khi x = ± A ;

v = v max khi x = 0 ;

O

x/

x

N

N

P

N

P

F

F

M I

l0 lcb l

max

lmin

A A

Tĩm tắt kiến thức Vật lí 12 NC

W t = W đ khi x = ±

2

A

e Các cơng thức về chiều dài.

+ A = ax min

2

m

l  l

; l cb = Dl + l 0 = ax min

2

m

l  l

= l max – A = l min + A

+ Dl = mg

k đđộ biến dạng của lị xo ở vị trí cân bằng.

g Hệ lị xo:

& Lị xo ghép nối tiếp: Vật chỉ nối vào một lị xo

+ F = F1 = F2

Dl = Dl 1 + Dl 2

+ Chu kỳ của lị xo tương đương: T2 = T12 + T22

+ Tần số: 2 2 2

f  f  f

& Lị xo ghép song song: Vật nối vào cả hai lị xo

+ F = F1 + F2

Dl = Dl 1 = Dl 2

+ Chu kỳ của lị xo tương đương: 2 2 2

T  T  T

+ Tần số: f2 = f12 + f22

3.CON LẮC ĐƠN

a Con lắc đơn: Con lắc đơn gồm một vật nặng cĩ kích thước khơng đáng kể, treo vào một sợi dây khơng giãn cĩ chiều

dài l

 Phương trình dao động :  0 100

l

g m mg

P t  sin 

s’’ = –w2.s Với : g

l

w 

+ Phương trình dao động: s = Socos(wt + j) hoặc  = o cos(wt + j); với  =

l

s

; o =

l

So

+ Chu kỳ, tần số gĩc: T = 2

g

l

; w =

l

g .

+ Chu kì dao động của con lắc đơn phụ thuộc độ cao, vĩ độ địa lí và nhiệt độ mơi trường

b Vận tốc, lực căng:

& Trường hợp dao động điều hồ ( 0 100) :

+ v = s’ = -wSosin(wt + j)

+ Vận tốc tại li độ gĩc  bất kì: v = ± gl  ( 02 2)

* v max = ± gl02

& Trường hợp biên độ gĩc lớn:

+ Vận tốc: v = ± 2 ( os -cos ) gl c  0 => v max = ±

0

2 (1-cos ) gl 

 0 )

c Năng lượng Con lắc đơn

& Trường hợp dao động điều hồ ( 0 100) : W = ½mw2S o

=>

k k   k

=> k = k1 + k2

Q



s s

0

O

M

Tóm tắt kiến thức Vật lí 12 NC & Trường hợp biên độ góc lớn:

+ Động năng: Wđ =

2

1

mv 2 + Thế năng: Wt = mgl(1-cos)

+ Cơ năng: W = W t + W đ =

2

1

mv 2 + mgl(1-cos) = hằng số

4 CON VẬT LÝ.

a Cấu tạo : Gồm vật rắn có trục quay cố định theo phương ngang và cách khối tâm khoảng d.

b Phương trình dao động :  = o cos(wt + j)

c Tần số góc và chu kỳ :

I

+ Chu kỳ : T = 2 I

mgd



5 DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC

* Dao động tắt dần :

+ Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

+ Nguyên nhân: do ma sát, do lực cản môi trường mà cơ năng giảm nên biên độ giảm Ma sát càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh

+ Dao động tắt dần chậm trong thời gian ngắn được coi là dao động điều hoà với tần số góc bằng w0

* Dao động duy trì : có biên độ không đổi, có chu kỳ , tần số bằng tần số riêng (fo).

* Dao động cưởng bức:

+ Dao động cưởng bức là dao động của vật do chịu tác dụng của ngoại lực cưởng bức tuần hoàn F = F0cos(t)

+ Đặc điểm : - Dao động cưởng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lựccưởng bức

- Biên độ của dao động cưởng bức không chỉ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưởng bức, mà còn phụ thuộc vào cả độ chênh lệch giữa tần số của lực cưởng bức f và tần số riêng fo của hệ Khi tần số của lực cưởng bức càng gần với tần số riêng thì biên độ của lực cưởng bức càng lớn,

* Cộng hưởng :

+ Sự cộng hưởng là hiện tượng biên độ của dao động cưởng bức tăng nhanh đến một giá trị cực đại khi tần số của lực cưởng bức bằng tần số riêng của hệ dao động (f = fo)

+ Đặc điểm: khi lực cản trong hệ nhỏ thì cộng hưởng rỏ nét (cộng hưởng nhọn), khi lực cản trong hệ lớn thì sự cộng hưởng không rỏ nét (cộng hưởng tù)

* Sự tự dao động :

Sự tự dao động là sự dao động được duy trì mà không cần tác dụng của ngoại lực

Trong sự tự dao động thì tần số và biên độ dao động vẫn giữ nguyên như khi hệ dao động tự do

* Dao động tự do:

+ Dao động tự do là dao động mà chu kỳ chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ, không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài

* Phân biệt dao động c ư ỡng bức với dao động duy trì :

Giống Cùng chịu tác dụng lực để cung cấp năng lượng

Khác

- Ngoại lực bên ngoài gây ra

- Năng lượng cung cấp thêm trong mỗi chu kỳ

có thể khác lượng năng lượng bị mất

- Dao động với tần số bằng tần số của ngoại lực

cưỡng bức

- Lực do cơ cấu trong hệ gây ra

- Năng lượng cung cấp thêm trong mỗi chu kỳ đúng bằng lượng năng lượng bị mất

- Dao động với tần số bằng tần số riêng của hệ dao động

5 TỔNG HỢP CÁC DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

a Độ lệch pha giữa hai dao động cùng tần số : D j = (wt + j 1 ) – (wt + j 2 ) = j 1 – j 2 = hằng số.

+ D j > 0 : dao động x1 nhanh pha hơn dao động x2

+ D j < 0 : dao động x2 nhanh pha hơn dao động x1

+ D j = 2k : x1 cùng pha với x2

+ D j = (2k + 1) : x1 ngược pha với x2

+ D j = (2k + 1) 2 : x1 vuông pha với x2

.

O

G d.

.

O

G.

Với k  Z

Tóm tắt kiến thức Vật lí 12 NC

b Cách biểu diễn dao động điều hoà bằng véc t ơ quay :

x = Acos(wt + j)  A  với :

c Tổng hợp hai dao động cùng phương cùng tần số :

- Nếu một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số với các phương trình:

x 1 = A 1 cos(wt + j 1 ) và x 2 = A 2 cos(wt + j 2 )

Thì dao động tổng hợp sẽ là: x = x 1 + x 2 = Acos(wt + j) với A và j được xác định bởi:

A 2 = A 1 + A 2 + 2 A 1 A 2 cosD j và tgj =

2 2 1 1

2 2 1 1

cos cos

sin sin

j j

j j

A A

A A





- Tổng hợp hai dao động điều hoà điều hoà cùng phương cùng tần số là một dao động điều hoà cùng phương, cùng tần

số với các dao động thành phần

- Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp phụ thuộc vào biên độ và pha ban đầu của các dao động thành phần + Khi hai dao động thành phần cùng pha D j = j2 - j1 = 2k thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại: A = A1 + A 2

+ Khi hai dao động thành phần ngược pha D j = j2 - j1 = (2k + 1) thì dao động tổng hợp có biên độ cực tiểu:

A = |A 1 - A 2 |

+ Khi hai dao động thành phần vuông pha D j = j2 - j1 = (2k + 1)/2 thì dao động tổng hợp có biên độ :

2

2

1 A

A 

&

Điểm đặt tại O.

Phương: hợp với Ox góc j

j > 0: nằm phía trên Ox.

j < 0: nằm phía dưới Ox.

- Độ dài véc tơ bằng A (lấy theo tỉ lệ xích).

Tĩm tắt kiến thức Vật lí 12 NC

B CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM.

Chương III SĨNG CƠ HỌC – ÂM HỌC.

1/ Hiện tượng sóng:

a.Khái niệm sóng cơ : Sóng cơ là những dao động cơ lan truyền trong một môi trường.

b.Phân loại:

- Sóng ngang là sóng mà các phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng

- Sóng dọc là sóng mà các phần tử môi trường dao động theo phương truyền sóng

c Giải thích sự tạo thành sóng cơ: Do quá trình lan truyền các liên kết đàn hồi.

Chú ý:

- Sóng ngang chỉ truyền trong chất rắn, sóng trên mặt nước là trường hợp đặc biệt

- Sóng dọc chỉ truyền trong chất rắn, lỏng và khí

- Sóng cơ không truyền được trong chân không vì chân không không có phần tử vật chất

2/ Những đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng:

a Chu kì và tần số sóng: bằng chu kì và tần số của nguồn dao động

b.Biên độ sóng : Biên độ sóng tại mỗi điểm trong không gian chính là biên độ dao động của phần tử môi trường tại

điểm đó

c Bước sóng:

- Là quãng đường sóng truyền được trong 1 chu kì dao động

- Là khoảng cách giữa 2 điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động cùng pha

d.Tốc độ truyền sóng: Là tốc độ truyền pha dao động v = S/t = λ/T = λf

e Năng lượng sóng: quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng.

Chú ý: Trong sự truyền sóng:

- Pha dao động truyền đi

- Các phần tử môi trường không truyền đi mà chỉ dao động quanh vị trí cân bằng

- Năng lượng đựơc truyền đi

3/ Phương trình sóng:

- Xét trường hợp sóng ngang truyền dọc theo một đường thẳng Ox, bỏ qua lực cản

+ Chọn: gốc toạ độ tại O, trục toạ độ Ox là đường truyền sóng, chiều ( + ) là chiều truyền sóng, mốc thời gian lúc sóng đi qua O

+ Phần tử của sóng ở O dao động theo phương vuông góc với trục Ox theo phương trình: uO(t) = Acosωt = Acos2π/T.t + Phương trình của sóng ở M cách O đoạn x: uM ( t) = Acos2π( t/T – x/λ ) = Acos(ωt - 2  x

)

+ Nếu sóng truyền ngược chiều dương: uM (t) = Acos2π( t/T + x/λ ) =Acos(ωt + 2  x

)

Lưu ý:

- Độ lệch pha của hai sóng D j = Pha sóng 2 – Pha sóng 1

+ Theo không gian: D j x = 2  x

 + Theo thời gian: D j t = ω (t2 – t1)

- Những điểm sóng dao động cùng pha thì khoảng cách giữa chúng là một số nguyên lần bước sóng

d = kλ với k  Z

- Những điểm sóng dao động ngược pha thì khoảng cách giữa chúng là một số lẻ nửa bước sóng

d = (2k + 1)λ/2 với k  Z

- Phương trình sóng có tính tuần hoàn theo không gian (x) và thời gian (t)

1 Sự phản xạ sĩng.

- Sĩng đang truyền trong một mơi trường mà gặp vật cản thì bị phản xạ

- Sĩng phản xạ cĩ cùng tần số và bước sĩng với sĩng tới

- Nếu vật cản cố định (đầu phản xạ cố định) thì sĩng phản xạ ngược pha với sĩng tới (đổi chiều) ut =-upx

2 Sĩng dừng

Tĩm tắt kiến thức Vật lí 12 NC

a Định nghĩa: Sĩng dừng là sĩng cĩ các nút và bụng cố định trong khơng gian.

+ Những điểm đứng yên gọi là nút

+ Những điểm dao động với biên độ cực đại gọi là bụng

+ Những nút và bụng xen kẽ, cách đều nhau Khoảng cách giữa hai điểm nút

liên tiếp bằng khoảng cách giữa hai điểm bụng liên tiếp cùng bằng

2



+ Khoảng cách giữa nút và bụng liên tiếp là

4



b Sự tạo thành sĩng dừng: Sĩng tới và sĩng phản xạ, nếu truyền theo cùng một phương cĩ thể giao thoa với nhau và tạo thành một hệ sĩng dừng

* Phương trình sĩng dừng tại điểm M: uM = 2Acos(2

2

d

  )cos(ωt -

2

 )

Biên độ dao động: a = 2 d

2



3 Điều kiện để cĩ sĩng dừng :

a Đối với dây cĩ 2 đầu cố định hay một đầu cố định, một đầu dao động (Hai đầu dây là 2 nút.)

- Chiều dài dây bằng một số nguyên lần nửa bước sĩng l = k.

2



(k = 1, 2, là số bĩ nguyên.) (bụng sĩng nguyên)

·Trên dây cĩ k bĩ sĩng

·Số bụng = k

·Số nút = k + 1

b Đối với dây cĩ một đầu cố định cịn một đầu tự do: (Đầu cố định là nút, đầu tự do là bụng sĩng).

- Chiều dài dây bằng một nửa số bán nguyên nửa bước sĩng l = k.

2



+ 4



: (k = 0,1, 2, số bĩ nguyên)

·Trên dây cĩ : k +

2

1

bĩ sĩng

·Số bụng = số nút = k + 1

c Ứng dụng : Đo vận tốc truyền sĩng trên dây.

1 Sóng kết hợp, nguồn kết hợp:

a Sĩng kết hợp: Là hai sĩng phát ra phải cĩ cùng tần số f, cùng phương, cùng pha hoặc độ lệch pha khơng thay đổi.

b Nguồn kết hợp: Là nguồn phát ra hai hay nhiều sĩng kết hợp.

2 Giao thoa của hai sĩng kết hợp cùng pha:

a Dự đốn hiện tượng:

- Giả sử: u1=u2=Acoswt

- Sĩng từ S1 và S2 truyền tới M (M là điểm bất kì trên mặt nước):

u1M = Acos(wt- d1

2

 ) và u2M =

Acos(wt-2

d 2

 )

- Độ lệch pha của hai sĩng tới tại M: Dj = (wt- d1

2

 ) -

(wt-2

d 2

 ) =  2 1

2





=> Phương trình sĩng tại M: uM = Acos(wt- d1

2

 ) +

Acos(wt-2

d 2

 )

= 2A (d -d )2 1

 cos{wt - 

(d2 + d1 )}

Biên độ: a = 2A (d -d )2 1

2

c D j

=> Suy ra:

+ M dao động với biên độ cực đại khi: d = d2 – d1 = k

+ M dao động với biên độ cực tiểu khi:d = d2 – d1 = (2k + 1)/2

Trong đĩ k  Z

+ Quỹ tích các đường cực đại và cực tiểu là họ các đường hypecbol xen kẽ đều nhau nhận S1 và S2 làm tiêu điểm Đường trung trực luơn là đường cực đại với k = 0

M

2

B A

.

4



2



2



k

k

4



2

- 2 - 1 0 1 2

(Các gợn cực đại)

(các gợn cực tiểu)

-2 -1 0 1…

Tĩm tắt kiến thức Vật lí 12 NC

2 Định nghĩa giao thoa: Là hiện tượng hai sĩng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định chúng tăng cường nhau

hoặc làm yếu nhau

3 Điều kiện để cĩ hiện tượng giao thoa:Phải cĩ sự gặp nhau của hai hay nhiều sĩng kếta hợp.

4 Ứng dụng: Khảo sát sĩng ánh sáng.

5 Nhiễu xạ: Là hiện tượng sĩng khi gặp vật cản thì đi lệch khỏi phương truyền thẳng của sĩng và đi vịng qua vật cản.

1 Nguồn gốc của âm và cảm giác về âm:

a Nguồn gốc của âm : Vật dao động làm cho lớp không khí ở bên cạnh lần lượt bị nén, rồi bị dãn, xuất hiện lực đàn

hồi khiến cho dao động đó được truyền đi cho các phần tử không khí ở xa hơn ® tạo thành sóng gọi là sóng âm, có cùng tần số với nguồn âm

b Cảm giác về âm:

- Sóng âm truyền qua không khí, lọt vào tai, gặp màng nhĩ làm nó dao động ®ta có cảm giác về âm thanh (gọi tắt là âm)

- Cảm giác về âm phụ thuộc vào nguồn âm và tai người nghe

- Tai con người có thể cảm nhận được những sóng âm có tần số từ 16Hz đến 20000Hz

c Môi trường truyền âm:

- Sóng âm truyền đi trong tất cả các môi trường rắn, lỏng, khí và không truyền được trong chân không

d Vận tốc truyền âm:

- Vận tốc truyền âm phụ thuộc tính đàn hồi và mật độ của môi trường.

- Vận tốc truyền âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng, và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí

- Cùng một môi trường, vận tốc truyền âm có giá trị xác định

2 Phương pháp khảo sát thực nghiệm những tính chất của âm: Dùng dao động kí điện tử.

3 Nhạc âm và tạp âm:

Nhạc âm - Tần số xác định

- Đồ thị là những đường cong tuần hoàn

- Cảm giác nghe êm ái, dễ chịu

Tạp âm - Tần số không xác định

- Đồ thị là những đường cong không tuần hoàn

- Cảm giác nghe chói tai, khó chịu

4 Những đặc trưng của âm:

a Độ cao của âm:

- Độ cao của âm là đặc tính sinh lý của âm phụ thuộc vào tần số của âm Âm có tần số càng lớn thì càng cao (âm bổng) Âm có tần số càng nhỏ thì càng thấp (âm trầm)

- Tai con người có thể cảm nhận được những sóng âm có tần số từ 16Hz đến 20000Hz

- Những âm có tần số lớn hơn 20000Hz gọi là sóng siêu âm và có tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm (tai người không nghe được sóng siêu âm và sóng hạ âm)

b Âm sắc:

- Âm sắc là đặc tính của âm giúp ta phân biệt các âm cùng độ cao được phát ra bởi các nguồn khác nhau

- Âm sắc là đặc tính sinh lý của âm phụ thuộc tần số và biên độ của âm

c Độ to của âm, cường độ, mức cường độ âm:

· Cường độ âm: Là năng lượng được sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng

trong một đơn vị thời gian Đơn vị của cường độ âm là W/m2

- Cường độ âm được ký hiệu là I

- Cường độ âm càng lớn, cho ta cảm giác nghe thấy âm càng to

· Độ to của âm là một đặc tính sinh lý phụ thuộc vào cường độ âm và tần số của âm.

· Mức cường độ âm: Để so sánh độ to của một âm với độ to âm chuẩn, người ta dùng đại lượng mức cường độ âm,

kí hiệu L L(B) = lg

o

I

o

I I

- Với: I : cường độ âm Io: cường độ âm chuẩn

- Đơn vị của L: ben (B) hay đềxiben (dB)

d Giới hạn nghe của tai người: Do đặc điểm sinh lý của tai nên: ngưỡng nghe  Miền nghe được  ngưỡng đau.

· Ngưỡng nghe: Là mức cường độ âm phải lớn hơn một giá trị cực tiểu nào đó bắt đầu gây được cảm giác âm với tai

người nghe