Nghiên cứu kiến thức về dao động và một số ứng dụng của nó đối với đời sống kỹ thuật

TRƯỜNG AN GIANG GIANG TRƯỜNG ĐẠI ĐẠI HỌC HỌC AN KHOA PHẠM KHOA SƯ SƯ PHẠM WX ĐOÀN TIẾN SỈ MSSV: DLY081461 LỚP DH9L KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGÀNH VẬT LÝ NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC VỀ DAO ĐỘNG VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA NÓ ĐỐI VỚI ĐỜI SỐNG, KỸ THUẬT Giảng viên hướng dẫn Ths Nguyễn Văn Mện LONG XUYÊN, – 2012 Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện Lời cảm ơn -Ơ Ơ Ơ Tơi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Trường Đại Học An Giang, Ban chủ nhiệm Khoa Sư Phạm quan tâm tạo điều kiện thuận lợi cho tham gia thực khóa luận tốt nghiệp Xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến quý thầy, cô Trường Đại Học An Giang, đặc biệt thầy, cô tổ môn Vật Lý không ngừng động viên ủng hộ suốt thời gian thực đề tài Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Mện tạo điều kiện thuận lợi, tận tình hướng dẫn, dạy tơi suốt thời gian qua Sự nhiệt tình thầy nguồn động lực giúp tơi hồn thành khóa luận thời hạn Cuối cùng, xin gởi lời cảm ơn đến tập thể lớp DH9L người thân động viên, giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài Mặc dù đầu tư công sức, cố gắng cẩn thận, điều kiện thời gian, hạn chế kiến thức kinh nghiệm chưa nhiều nên chắn khóa luận cịn nhiều thiếu sót Tơi kính mong nhận ý kiến đóng góp chân tình q thầy bạn để đề tài hoàn thiện Chúc thầy cô dồi sức khỏe phục vụ tốt cho nghiệp giáo dục đào tạo Tôi xin chân thành cảm ơn! Đoàn Tiến Sỉ SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện MỤC LỤC Trang PHẦN 1: MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài II Mục đích nghiên cứu III Đối tượng nghiên cứu IV Giả thuyết khoa học V Phạm vi nghiên cứu VI Nhiệm vụ nghiên cứu VII Đóng góp khóa luận VIII Phương pháp nghiên cứu IX Thời gian nghiên cứu PHẦN 2: NỘI DUNG CỦA KHÓA LUẬN Chương 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA TỰ DO 1.1 Dao động điều hòa (dđđh) 1.2 Dao động điều hòa học 1.3 Dđđh tự mạch dao động điện 1.4 Biểu diễn dao động điều hòa 11 1.5 Tổng hợp dđđh phương 12 1.6 Tổng hợp hai dđđh có phương vng góc 14 1.7 Phân tích dao động tuần hồn thành tổng dđđh 16 Chương 2: DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DUY TRÌ 17 2.1 Dao động học tắt dần 17 2.2 Dao động điện tắt dần 19 2.3 Dao động trì 21 Chương 3: DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC 22 3.1 Khảo sát chung 22 3.2 Sự cộng hưởng 26 3.3 Khảo sát dao động điện cưỡng 28 Chương 4: ỨNG DỤNG CỦA DAO ĐỘNG 32 4.1 Áp dụng giải tập 32 4.2 Giải thích tượng dao động đời sống 38 4.3 Một số ứng dụng dao động vào khoa học, kỹ thuật 39 PHẦN 3: KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 SVTH: Đồn Tiến Sỉ Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện PHẦN 1: MỞ ĐẦU UWdÕeXU I Lý chọn đề tài Dao động mơn học quan trọng chương trình đào tạo ngành sư phạm Vật lý Một mặt giúp cho ta hiểu sâu phần dao động đại cương, mặt khác làm sở để ta nghiên cứu tiếp phần Sóng như: sóng học, sóng điện từ, sóng ánh sáng Dao động chiếm vị trí đặc biệt quan trọng khoa học tự nhiên sở nhiều ngành kỹ thuật Chính thế, việc nghiên cứu, tìm hiểu kiến thức dao động ảnh hưởng đến đời sống, kỹ thuật để tìm hướng khắc phục, giảm thiệt hại đến mức thấp nhất, ứng dụng tính chất vào chế tạo, xây dựng yêu cầu cấp thiết nhà khoa học Trên giới nay, việc nghiên cứu dao động thu hút quan tâm, đầu tư nhiều quốc gia phát triển việc chế tạo máy móc, xây dựng cơng trình cầu đường, nhà cao tầng với quy mơ lớn địi hỏi bền bĩ độ xác cao Tuy nhiên, việc nghiên cứu kiến thức dao động Việt Nam chưa phổ biến nhiều lý khách quan như: vốn đầu tư kỹ sư chế tạo, xây dựng cơng trình lớn phần lớn nước ngồi, cơng nghệ ta chưa sánh vai với nhiều quốc gia phát triển Do tơi nghĩ sinh viên ngành khoa học Vật Lý, sinh viên khoa học Ứng Dụng cần chủ động tìm hiểu vấn đề để hồ nhịp đập khoa học giới Mặc dù, sinh viên khoa học Ứng Dụng tơi muốn có tảng kiến thức phong phú sâu sắc dao động, có ý nghĩa quan trọng tơi, hành trang q báu việc giảng dạy sau Tôi nghĩ sau hồn thành đề tài độ tăng kiến thức tơi lớn kiến thức dao động tơi thực cịn hạn hẹp mơ hồ Khi nghiên cứu đề tài giúp nâng cao, mở rộng kiến thức, làm phong phú thêm vốn hiểu biết tượng vật lý Ngồi ra, tơi cịn đúc kết thêm kinh nghiệm nghiên cứu khoa học, rèn luyện kỹ thu thập, phân tích tổng hợp thơng tin Với lý trên, định chọn đề tài “Nghiên cứu kiến thức dao động số ứng dụng đời sống, kỹ thuật” II Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu quy luật dao động học, dao động điện từ,…, từ vận dụng để giải thích số tượng đời sống ứng dụng vào kỹ thuật Nghiên cứu tính tổng quát loại dao động, góp phần giải tốn dao động phức tạp III Đối tượng nghiên cứu Các loại dao động học, dao động điện từ: khảo sát tính chất dao động điều hòa tự do; dao động tắt dần trì; dao động cưỡng bức; nhằm tìm quy luật chuyển động số đối tượng, giải thích số tượng đời sống (sập cầu, sập nhà, dẫn nhiệt, hát làm vỡ ly…) số ứng dụng vào kỹ thuật (chế tạo tần số kế, thiết bị giảm trấn HDR, linh kiện vi cân tinh thể thạch anh…) SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Trang - - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện IV Giả thuyết khoa học Dựa vào việc nghiên cứu lý thuyết dao động, ta có thể: - Hệ thống hóa lý thuyết dao động - Vận dụng lý thuyết dao động để giải tập - Giải thích tượng dao động đời sống nghiên cứu số ứng dụng đạt kỹ thuật V Phạm vi nghiên cứu - Dao động học: điều hòa tự do; tắt dần trì; cưỡng - Dao động điện từ: điều hịa tự do; tắt dần trì; cưỡng Khảo sát loại dao động học, điện từ Nguyên nhân gây dao động Thiết lập số cơng thức tổng quát mô tả quy luật dao động Trên sở kiến thức dao động biết, ta giải thích số tượng tự nhiên tìm hiểu thêm ứng dụng dao động khoa học, kỹ thuật VI Nhiệm vụ nghiên cứu Hệ thống hoá kiến thức liên quan đến dao động Khảo sát loại dao động cơ, dao động điện, dao động phân tử ., chất vật lý, chế kích thích, tác dụng, tính chất loại dao động Xây dựng cơng thức tổng quát, thiết lập sở cho loại dao động Áp dụng giải nhiều loại tốn phức tạp nhiều phương pháp, giải thích số tượng Vật Lý tự nhiên tìm hiểu thêm ứng dụng dao động lĩnh vực kỹ thuật chế tạo máy, xây dựng cơng trình VII Đóng góp khóa luận Từ việc nghiên cứu kiến thức dao động , giúp ta hiểu sâu sắc chất vật lý, chế kích thích, tác dụng, tính chất loại dao động, từ giải nhiều loại tốn phức tạp nhiều phương pháp, giải thích số tượng Vật Lý đời sống tìm hiểu thêm nhiều ứng dụng dao động nhiều nghành khoa học khác, lĩnh vực khác… Qua nội dung đề tài biết cách thiết lập phương trình dao động, quy luật dao động chung vật từ vĩ mô đến vi mơ… Từ góp phần làm phong phú kiến thức dao động giáo trình biết, thuận tiện cho người tham khảo nâng cao, củng cố thêm nhiều thơng tin bổ ích kiến thức dao động, tạo hứng thú, yêu thích nghiên cứu khoa học cho sinh viên VIII Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp toán học - Phương pháp chọn lọc – phân tích – tổng hợp - Phương pháp đọc sách tập hợp tài liệu tham khảo - Phương pháp cập nhật thông tin mạng kiến thức mới, tượng mới, ứng dụng dao động - Phương pháp đàm thoại trao đổi ý kiến với giáo viên SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Trang - - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện IX Thời gian nghiên cứu - 13/11/2010–20/11/2010: Tìm tài liệu tham khảo; xây dựng đề cương cho đề tài - 21/11/2007–29/11/2010: Hoàn thành đề cương chi tiết - 26/11/2006 –10/4/2007: Hoàn thành nội dung khóa luận giao thảo cho giáo viên hướng dẫn chỉnh sửa - 15/04/2010 – 01/05/2011: Hồn chỉnh khóa luận viết báo cáo SVTH: Đồn Tiến Sỉ Trang - - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện PHẦN 2: NỘI DUNG KHÓA LUẬN UWdÕeXU Chương 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA TỰ DO 1.1 DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 1.1.1 Tổng quan dao động: 1.1.1.1 Dao động : Các trình chuyển động biến đổi trạng thái lặp lặp lại nhiều lần theo thời gian phần hay toàn gọi trình dao động ( hay dao động) Dao động dạng chuyển động thường gặp đời sống, kỹ thuật Thí dụ: dao động lắc đồng hồ, dao động cầu xe lửa chạy qua, dao động dòng điện mạch, dao động phân tử… Ư Tính chất: ● Hệ phải có vị trí cân bền hệ dao động qua lại hai bên vị trí ● Khi hệ rời khỏi vị trí cân bền, ln ln có lực kéo hệ vị trí cân bền gọi lực hồi phục ● Hệ có qn tính: chuyển đến vị trí cân bằng, qn tính, tiếp tục vượt qua vị trí cân Hệ thực trình dao động gọi hệ dao động 1.1.1.2 Phân loại: Ö Căn vào chất vật lý q trình dao động phân chúng thành: ● Dao động học ● Dao động điện từ ● Dao động nhiệt Ö Căn vào chế kích thích tác dụng: ● Dao động tự ● Dao động cưỡng bức… Ư Căn vào tính chất: ● Dao động điều hòa ● Dao động tuần hoàn… 1.1.1.3 Dao động tự dao động cưỡng bức: Các dao động khơng có tác dụng biến thiên tuần hoàn từ bên tác dụng lên hệ, dao động lệch ban đầu hệ khỏi trạng thái cân gọi dao động tự Các dao động xuất hệ tác dụng biến thiên từ bên lên hệ gọi dao động cưỡng SVTH: Đồn Tiến Sỉ Trang - - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện 1.1.2 Dao động tuần hoàn: Một dao động mà li độ biến đổi tuần hoàn theo thời gian dao động tuần hồn x(t) = x(t + T) Ư Tính chất: ● Mọi trạng thái lặp lại ● Cứ sau khoảng thời gian nhỏ T trạng thái dao dộng lặp lại, T gọi chu kỳ Cứ sau chu kì hệ thực dao động tồn phần ( dao động) ● Tần số f = T ● Tần số góc ω = 2π = 2π f T Vậy dao động tuần hồn dao động có chu kì khơng đổi 1.1.3 Dao động điều hịa: Dao động tuần hồn có đại lượng đặc trưng dao động theo quy luật hàm sin cosin theo thời gian dao động điều hòa x ( t ) = A cos(ωt + ϕ0 ) Trong đó: Biên độ A = x(t)max = const > ; tần số góc ω = const ; pha ban đầu ϕο = const đại lượng đặc trưng dao động điều hịa Ư Phương trình vi phân dao động điều hòa: x ( t ) = A cos(ωt + ϕ0 ) (1) dx π = − Aω sin(ωt + ϕ0 ) = Aω cos(ωt + ϕ0 + ) dt 2 d x a = = - Aω cos(ωt + ϕ0 ) = Aω cos(ωt + ϕ0 + π ) dt v = (2) (3) ● Từ (1), (2) (3) ta có hệ thức độc lập với thời gian: A2 = a2 ω4 + v2 ω2 = x2 + v2 ω2 ● Độ lệch pha vận tốc v li độ x : ∆ϕ = góc π π > v sớm pha x ● Độ lệch pha gia tốc a li độ x : ∆ϕ = π > a sớm pha x góc π ● Từ (1) (2) : SVTH: Đoàn Tiến Sỉ d 2x + ω x = phương trình vi phân dao động dt Trang - - Khóa luận tốt nghiệp ● Nghiệm: GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện k + ω = ⇒ k = ± iω x = A1 sin ωt + A2 cos ωt = A cos(ωt + ϕ0 ) ⇒ A = A12 + A22 tan ϕ = A1 A2 Ư Đồ thị mơ tả phương trình dao động điều hịa : x,v,a Aω Aω A t O Hình 1.2 DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA CƠ HỌC 1.2.1 Lực tác dụng: Một chất điểm khối lượng m thực dao động điều hòa đường thẳng dọc theo trục Ox, xung quanh vị trí cân chọn làm gốc tọa độ tọa độ m thời điểm t: x ( t ) = A cos(ωt + ϕ0 ) ● Vận tốc: vx = dx π = Aω cos(ωt + ϕ0 + ) dt ● Gia tốc: ax = d 2x = - Aω cos(ωt + ϕ0 ) d t ● Áp dụng định luật II Newton: Fx = max = - mAω cos(ωt + ϕ0 ) ⇒ Fx = - kx ur uur Hay : F = −kxex gọi lực giả đàn hồi SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Trang - - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện 1.2.2 Cơ năng: 1.2.2.1 Động năng: mv = mω A2 cos (ωt + ϕ0 ) 2 ⇒ Wđ = mω A2 [1 + cos(2ωt + 2ϕ0 )] Wđ = ● Dao động đàn hồi với Tc = T 1.2.2.2 Thế năng: ur uuuuuruur dWt F = − grad Wt ⇒ Fx = − dx x dWt = − Fx dx ⇒ Wt = ∫ kxdx = Wt = kx mω A2 [1 − cos(2ωt + 2ϕ0 )] ● Dao động điều hòa với Tc = T 1.2.2.3 Cơ năng: W = W đ + Wt = mω A = W đ max = W t max Ö Đồ thị: W Eđ Et t O Hình 1.2.3 Ví dụ: 1.2.3.1 Con lắc vật lý: Vật rắn có mơmen qn tính I O Quay không ma sát quanh O không qua khối tâm SVTH: Đồn Tiến Sỉ Trang - - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện d Khi ω = ω1 ; ω = ω2 P1 = P2 Khi ω = ωR Pmax Tìm mối liên hệ ω1 , ω2 , ωR e Khi ω = ω1 ; ω = ω2 UC1 = UC2 Khi ω = ωC UCmax Tìm mối liên hệ ω1 , ω2 , ωC Bài 14 Một lắc dao động tắt dần chậm, sau chu kỳ biên độ giảm 0,5% Phần lượng lắc bị dao động toàn phần bao nhiêu? Bài 15 Một lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 0,2 kg lị xo có độ cứng 20 N/m Vật nhỏ đặt giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo Hệ số ma sát trượt giá đỡ vật nhỏ 0,01 Từ vị trí lị xo khơng bị biến dạng, truyền cho vật vận tốc ban đầu m/s thấy lắc dao động tắt dần giới hạn đàn hồi lị xo Lấy g = 10 m/s2 Tính độ lớn lực đàn hồi cực đại lò xo q trình dao động Bài 16 Một lị xo nhẹ độ cứng k = 300N/m, đầu cố định, đầu gắn cầu nhỏ khối lượng m = 0,15kg Quả cầu trượt dây kim loại căng ngang trùng với trục lò xo xuyên tâm cầu Kéo cầu khỏi vị trí cân cm thả cho cầu dao động Do ma sát cầu dao động tắt dần chậm Sau 200 dao động cầu dừng lại Lấy g = 10m/s2 a Độ giảm biên độ dao động tính cơng thức b Tính hệ số ma sát µ Bài 17 Một vật có khối lượng m = 10g dao động tắt dần với hệ số tắt dần β = 1, 6s −1 Tác dụng lên vật lực kích thích tuần hồn Vật dao động cưỡng với phương trình: x = 5cos(10π t + 0, 75π ) cm Tìm phương trình lực tuần hồn Bài 18 Vật nặng có khối lượng m = 0,5 kg treo vào lò xo Hệ số đàn hồi lò xo k = 0,5 N/cm Vật nặng chuyển động dầu, hệ số ma sát dầu r = 0,5 kg/s, đầu lò xo người ta tác dụng lực cưỡng biến đổi theo quy luật: F = sin ωt (N) Với tần số lực cưỡng bức, biên độ dao động cưỡng đạt giá trị cực đại? Biên độ cực đại ? Biên độ dao động cưỡng nào, tần số lực cưỡng lớn ( bé gấp hai tần số cộng hưởng ? Bài 19 Một mạch dao động có hệ số tự cảm 1H Điện trở mạch bỏ qua Điện tích cốt tụ điện biến thiên theo phương trình: q = 10−5 cos 400π t π (Culơng) Tìm: a Chu kì dao động mạch b Điện dung mạch c Cường độ dòng điện mạch d Năng lượng điện từ mạch Bài 20 mạch dao động gồm cuộn dây tự cảm L = 3.10-5H, điện trở R = Ω tụ điện có điện dung C = 2,2 10-5F hỏi công suất tiêu thụ mạch dao động phải dao động điện từ mạch phát dao động tắt dần Hiệu điện cực đại cốt tụ điện Uo = 0,5V SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Trang - 34 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện 4.1.3 Hướng dẫn giải đáp số: Bài l = 0,976(m) Bài T = 2π m1 + m2 = T12 + T22 = 1, s k 7π ⎞ ⎛ Bài a x = cos ⎜ 10t + ⎟ (cm) ⎠ ⎝ b Fmax = k( ∆l0 + A) = 7(N) Do ∆l0 >A ⇒ Fmin = k( ∆l0 − A) = (N) c Wt = k x = 0, 04 (J) ; Wđ = (J) π⎞ ⎛ Bài x = 4cos ⎜10t − ⎟ (cm) 2⎠ ⎝ 1 − l0 (1 + λt2 ) T2 ⎛ ⎞⎛ ⎞ Bài = = (1 + λ t2 ) (1 + λt1 ) ≈ ⎜ + λt2 ⎟ ⎜ − λ t1 ⎟ T1 l0 (1 + λ t1 ) ⎝ ⎠⎝ ⎠ Thời gian chạy nhanh, chậm 1s lắc ψ= T2 − T1 T2 1 = − = λ t2 − t1 = λ∆t T1 T1 2 Trong 12h lắc chạy nhanh 12.3600.ψ = 7,344 (s) T Bài h = T0 g0 R+h h ⎛ R+h⎞ = ⎜ = 1+ ⎟ = gh R R ⎝ R ⎠ ⇔ Thời gian mà lắc chạy chậm 1s ψ = Th h = 1+ T0 R Th − T0 T h = h −1 = T0 T0 R Thời gian lắc chạy chậm ngày đêm là: ∆τ = 24.3600.ψ = 67,5 (s) Bài a ∆T h = = 0,5.10-3 Suy ∆T = 0, 001 (s) T0 R Chu kì T = T0 + 0,001 = 2,001(s) h' ∆Th ' h' 1 = ⇒ h ' = h / = 1600m ⇔ 2R = ⇔ b = h 2h ∆Th 4 R SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Trang - 35 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện Bài t2 = 200 C uur ur ur Bài Hợp lực tác dụng lên lắc P ' = P + F (*) ur ur a Do E ↓ , q < nên F ↑ Từ (*) ta được: P ' = P – F ⇔ mg ' = mg - q E ⇔ g ' = g − qE m ● T ' = 2.11 (s) ur ur b Do E ↑ , q < nên F ↓ Từ (*) ta được: P '= P + F ⇔ mg ' = mg + q E ⇔ g ' = g + qE m ● T’ = 1,9 (s) ur c Khi E hướng ngang ta có: P '2 = P + F ⇔ (mg ') = (mg ) + ( q E ) 2 ⎛ q E⎞ ⇔ g'= g +⎜ ⎟ = 9,91(m / s ) m ⎝ ⎠ ● T’ = 1,996 (s) Bài 10.a T ' = 1,88( s) b T' = T = 2s c T ' = 2, 2( s ) Bài 11 x = cos(5πt - π ) Bài 12.a i = 2 sin(100πt − - C= Z Cω b P = I R0 = π )( A) ≈ 122,5.10−6 ( F ) ; R0 = 19, 64(Ω) ; L ≈ 0,1464( H ) U R0 = ( R0 + R ) + ( Z L − Z C ) U2 ⎛ R + (Z L − ZC )2 ⎞ R + ⎜ R0 + ⎟ R0 ⎝ ⎠ - Để Pmax R0 = R + ( Z L − Z C ) = 25(Ω) - Pmax = 80(W ) SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Trang - 36 - Khóa luận tốt nghiệp Bài 13.a Z L = GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện R + Z2C ZC b Z C = c ωL2 = U L max = ; R + Z L2 ZL U R + Z2C R U C max = ; 2 LC − R 2C U R + Z L2 R ωC2 = ; LC − R 2C 2 L2C ; ωR = LC ⇒ ωR = ωL ωC d ωR = ω1.ω2 e ω C = ω2 + ω2 2 kA0 − k (0,995 A0 ) 2 Bài 14 ∆W = = − 0,9952 = 1% kA0 Bài 15 Fmax = 1,98 N Bài 16 a ∆A = b N = µ mg k kA0 kA0 = ⇒ µ = 0, 005 F µ mg Bài 17 F = 7, 2.10−2 cos10π t ( N ) Bài 18 Biên độ dao động cưỡng đạt giá trị cực đại Ω = ωo = k / m ≈ 10 s −1 ● Biên độ cực đại lúc Amax = 20cm - Nếu Ω = ωo / A = 2,7 cm - Nếu Ω = 2ωo A = 0,7 cm ● Biên độ dao động cưỡng phải xác định công thức A= Bài 19 a T = 5.10-3s c i = 0, 02sin 400π t Fo m (ω − Ω ) + 4ε 2Ω 2 o b C = 6,3.10-7 F d W = 2.10-4 J Bài 20 P = 10-5W SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Trang - 37 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện 4.2 GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG DAO ĐỘNG TRONG ĐỜI SỐNG 4.2.1 Dẫn nhiệt tinh thể lan truyền dao động nhiệt phân tử Trên quy mô nhỏ, dẫn nhiệt xảy phân tử, nguyên tử hay hạt nhỏ (như electron) vùng nóng (dao động nhanh) tương tác với hạt lân cận (ở vùng lạnh hơn, dao đông chậm hơn), chuyển giao số động dao động nhiệt từ hạt dao động nhanh sang hạt dao động chậm Nói cách khác, sức nóng trao đổi nguyên tử hay phân tử lân cận chúng dao động va chạm với (trong hầu hết vật chất, trao đổi coi dịch chuyển dòng phonon), electron dao động nhanh di chuyển từ nguyên tử khác (trong kim loại) Dẫn nhiệt đóng góp lớn vào truyền nhiệt chất rắn vật thể rắn chúng tiếp xúc Trong chất rắn, dẫn nhiệt xảy mạnh mạng lưới nguyên tử nằm vị trí tương đối cố định gần nhau, giúp việc trao đổi lượng chúng thông qua dao động dễ dàng Dẫn nhiệt diễn tất dạng vật chất, tức chất rắn, chất lỏng, khí plasma Trong chất rắn, kết hợp dao động phân tử cấu trúc tinh thể vận chuyển lượng điện tử tự Trong chất khí chất lỏng, dẫn nhiệt va chạm khuếch tán phân tử chuyển động ngẫu nhiên chúng 4.2.2 Ảnh hưởng dao động Trong thực tế, tượng cộng hưởng thường gây nhiều tác hại Cầu bắc qua sông, đặc biệt cầu treo, có tần số dao động riêng Nếu cầu chịu lực tác dụng tuần hồn có tần số xấp xỉ tần số riêng nó, cầu rung động mạnh bị gãy Giữa kỉ XIX, đoàn quân bước qua cầu treo làm cầu rung lên dội đứt xuống, gây tai nạn chết người Đó tần số bước đồn qn tình cờ trùng với tần số dao động riêng cầu gây cộng hưởng Khi hệ dao động nhà, cầu, khung xe,…chịu tác dụng lực cưỡng mạnh, có tần số tần số dao động riêng hệ Hiện tượng cộng hưởng xảy ra, làm hệ dao động mạnh gãy đổ Khi động quay, xi măng rung động Ứng với tần số quay động cơ, xi măng rung động mạnh bị phá vỡ Ngun nhân phận quay động làm hịan tồn đối xứng được, nên trọng tâm phận không nằm trục quay Khi động quay, phận sinh lực kích thích tuần hịan tác dụng lên trục máy xi măng Ứng với vận tốc góc quay động mà tần số góc lực kích thích tần số riêng động xảy tượng cộng hưởng nhọn xi măng bị phá vỡ, trục động bị gãy Vận tốc góc động gọi vận tốc nguy hiểm Để tránh tai nạn, ta phải cố gắng làm cho phận quay động đối xứng tốt, cho động chạy với vận tốc góc gấp hai, ba lần vận tốc nguy hiểm Và mở máy, ta phải cho động chạy thật nhanh qua vận tốc góc nguy hiểm Trong thiết kế máy móc, cơng trình xây dựng người ta cần tránh tượng cộng hưởng gây dao động có hại cho máy móc SVTH: Đồn Tiến Sỉ Trang - 38 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện Ư Tuy nhiên, tượng dao động lại trở nên có lợi : ● Dao động đàn ghi ta điện chuyển thành dao động điện, thành dao động âm, cuối chuyển thành dao động màng nhĩ ● Ca sĩ opera làm vỡ ly rượu : Để làm vỡ ly rượu giọng hát, ca sĩ opera ban đầu phải gõ nhẹ vào ly để tìm tần số dao động tự nhiên nó, sau hát với nốt ● Người đưa võng cần đẩy nhẹ tay vào võng để trì dao động nó, cần đẩy lúc ● Các thiết bị đóng cửa tự động hay thiết bị giảm xóc ơtơ,…là ứng dụng dao động tắt dần 4.3 MỘT SỐ ỨNG DỤNG DAO ĐỘNG VÀO KHOA HỌC - KỸ THUẬT 4.3.1 Tinh thể thạch anh Những tinh thể thạch anh sử dụng chúng có tính chất “áp điện”, có nghĩa chúng chuyển dao động khí thành điện áp ngược lại, chuyển dao động khí thành xung điện áp Tính chất áp điện Jacques Curie phát năm 1880 từ chúng sử dụng vào mạch điện tử tích chất hữu ích Một đặc tính quan trọng tinh thể thạch anh tác động dạng học đến chúng (âm thanh, sóng nước ) vào tinh thể thạch anh chúng tạo điện áp dao động có tần số tương đương với mức độ tác động vào chúng, chúng ứng dụng nhiều lĩnh vực Chẳng hạn kiểm soát rung động động xe để kiểm soát hoạt động chúng; ứng dụng vào kiểm soát dao động điện tử, điều khiển hoạt động đồng hồ Hơn nữa, linh kiện vi cân tinh thể thạch anh (QCM ) có khả đo phân bố khối lượng nhỏ (cỡ nanogram) đơn vị diện tích điện cực việc đo thay đổi tần số dao động cộng hưởng thạch anh, ứng dụng để chế tạo cảm biến khí, cảm biến khối lượng kiểm tra bề dày màng mỏng, cảm biến y sinh học… Hiện ICDREC tích hợp linh kiện vi cân tinh thể thạch anh vào sản phẩm Kit nhằm phát vi khuẩn E.Coli O157-H7 Bộ Kit có khả phát phẩy khuẩn tả nhanh chóng, phù hợp với điều kiện phải tác nghiệp ổ dịch vùng sâu vùng xa So với phương pháp xét nghiệm thông thường phải đến 24 giờ, QCM Kit tiếng đồng hồ kết với thao tác đơn giản dùng nhiều lần Ngoài ra, ICDREC kết hợp với quan y tế để đưa linh kiện QCM vào sản phẩm xét nghiệm nhanh người dùng có sử dụng ma t hay khơng Ngày nay, máy tính dù đại sử dụng dao động tinh thể để kiểm soát bus, xung nhịp xử lý 4.3.2 Đồng hồ 4.3.2.1 Đồng hồ lắc Đồng hồ hoạt động hoàn toàn dựa vào chuyển động học từ nguồn dùng lượng dự trữ nồi lò xo (được tạo lên dây, sinh lực đàn hồi) thông qua số bánh xe khí (cịn gọi "cầu") truyền lực đến đếm khí sau truyền lực đến bánh xe để quay trục kim Như hiểu SVTH: Đồn Tiến Sỉ Trang - 39 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện chuyển thành động thông qua phận "điều hồ": phận trái tim đồng hồ định vận tốc tính "bất biến" (chính xác) chuyển động quay trục kim Bộ phận điều hòa gồm phần bánh balance (lắc qua lại) bánh escapement (chuyển động đều) gắn kết với thông qua cánh tay gắn liền với cầu đếm thường gọi "con ngựa" Hình 12: Mơ tả cấu dao động lắc đồng hồ Ö Khảo sát hoạt động hệ thống bánh xe balance-escape: Hình 13: Minh họa cấu trúc tổng thể đồng hồ SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Trang - 40 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện ● Nửa chu kỳ nghịch - đẩy/nén: - Trước đó, "cị" 11 hạ xuống, bánh liền kề phía trái bánh xe "nhện" 14 chưa tác động vào 11, bánh balance trạng thái chuyển động theo chiều kim đồng hồ - đứng yên, hệ thống hết lượng từ dây cót - Nhờ lượng (lực) truyền vào từ nồi dây thiều chứa lò xo, bánh xe "nhện" 14 (escape) chuyển động quay theo chiều kim đồng hồ, liền kề phía trái bánh "nhện" đập vào cò ruby 11 tác động đẩy vào lực, lực làm cò 11 trượt bung lên, cò 12 tương ứng mổ (hạ) xuống, bánh xe "nhện" 14 tiếp tục chuyển động khoảng bánh bị giữ lại "cò" 12 - Tương ứng hệ thống “chạc ba”, hoạt động diễn lúc cánh tay địn dịch chuyển từ trái sang phải; "cò" tác động vào ruby từ trái sang phải làm bánh xe balance quay quanh trục theo chiều nghịch (so với chiều kim đồng hồ) - Lò xo dây tóc đầu (ngồi cùng) gắn cố định vào sườn máy, đầu lại (bên trong) gắn liền với bánh xe balance (hình bên khơng thể hiện) bị xoay theo (cũng nghịch chiều) từ từ bị nén (căng) lại Nhờ “kháng” lực lò xo bị nén dần, bánh balance chuyển động với gia tốc giảm dừng lại vị trí nén cực đại dây tóc lị xo ● Nửa chu kỳ thuận - kéo/xả: - Trước "cị" 12 hạ xuống, bánh nhện trạng thái dừng bị “khố” "cị" 12 - Với tác động lực nén "phản lực" từ lị xo dây tóc tạo từ nửa chu kỳ trước, bánh balance bắt đầu bị kéo chuyển động ngược lại theo hướng thuận (chiều kim đồng hồ), ruby theo tác động ngược lại vào "cị" làm chuyển động từ phải sang trái - Tương ứng với hệ thống “chạc ba”, đồng thời tay đòn dịch chuyển từ phải sang trái, "cò" 12 đá (rút) theo hướng lên giải phóng bánh bánh escape, bánh escape tiếp tục dịch chuyển quay quanh trục 13 theo chiều thuận chiều kim đồng hồ khoảng bánh (nhờ lượng “đẩy” nồi dây thiều) Bắt đầu lại điểm xuất phát nửa chu kỳ nghịch (a) - Lị xo dây tóc bị xoay theo (thuận chiều kim đồng hồ) từ từ xả (giãn) trạng thái lỏng “tự do” ● Như vậy: - Bánh nhện đá ngựa để truyền lượng từ nồi lị xo dây thiều trì hệ thống hoạt động, ngựa nhờ phản lực lượng từ dây tóc tác động vào bánh nhện để giải bánh bị kìm hãm (giữ), nhờ chu kỳ trì - Khi hết hoạt động (hết dây thiều), hệ thống rơi vào trạng thái “chết”, nghĩa cò 12 chưa nhả để giải thoát bánh nhện, bánh balance khơng quay để tác động vào cị 12, phải tác động ngoại lực (lắc, vỗ) vào hệ thống để bánh balance quay cò 12 nhả bánh escape - Chu trình tiếp diễn đẩy/nén - kéo/xả - đẩy/nén thoát hết lượng dự trữ (của nồi dây thiều) Hiện nồi dây thiều thay pin SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Trang - 41 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện Chính chuyển động hoàn toàn học khớp nối, báng (thường kim loại, hợp kim, gắn kết với đá quý jewel chịu mài mòn) mà đồng hồ khí chịu nhiều ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ (co giãn kim loại), áp suất (độ cao), môi trường (bụi, ẩm) Ö Cơ chế chống sốc (shock) đồng hồ ● Đồng hồ đeo tay, q trình sử dụng ln phải đối mặt với nguy bị hư hỏng chấn động Khó chắn khơng bị đánh rơi, khơng bị xuống bàn, không bị va đập vào vật khác đeo tay va vào tường, cửa… ● Thành phần nhạy cảm công nghệ lắp ráp đồng hồ bánh xe balance, nơi mà nhà chế tạo phải nghiên cứu xem xét để giải vấn đề Khi đồng hồ tiếp nhận chấn động, trục bánh xe balance có khuynh hướng “dồn” hướng đối nghịch với vị trí tác động, lực truyền vào đầu trục gối vào jewel đó: gây bể (vỡ) gối jewel gãy đầu trục quay nhỏ ● Hệ thống chống sốc chất cải tiến khí nhằm hấp thu “triệt tiêu” xung động gây nguy hại Bằng cách chèn hệ thống lị xo “nhíp” kim loại (như hình móng ngựa) jewel, cho phép hệ thống trục quay-jewel chuyển dịch vị trí bị tác động xung lực, hệ thống khơng bị tổn hại Sau tác động đó, hệ thống lại trở vị trí ban đầu 4.3.2.2 Đồng hồ thạch anh Đồng hồ thạch anh (Quartz) hoạt động, vận hành xác đồng hồ tần số dao động thạch anh cao nhiều lần so với dao động học đồng hồ (32.768kHz so với 300Hz ), có nghĩa giống bit ảnh nhiều hình ảnh mịn màng, hay tích phân vi phân biểu thức toán học Trong lĩnh vực âm tương tự có bit (tần số lấy mẫu/giây), nghĩa bit cao (trong tín hiệu số digital → analog) đường đồ thị tái tạo tín hiệu mịn xác Ngồi xác đồng hồ điện tử cịn đặc tính phận rung - dao động ( thạch anh ) chịu ảnh hưởng nhiệt độ áp suất 4.3.2.3 Đồng hồ nguyên tử Đồng hồ nguyên tử đồng hồ điều chỉnh thời gian theo trạng thái dao động nguyên tử Tần số dao động nguyên tử khơng đổi đo được, đồng hồ nguyên tử loại đồng hồ xác Đồng hồ nguyên tử dùng đo xác thời gian, xác định phối hợp múi hệ thống với Ngồi ra, đồng hồ ngun tử cịn dùng tên lửa, máy bay không người lái, đặt biệt đo thời gian để xác định khoảng cách vệ tinh hệ thống định vị GPS, GLONASS hay Galileo Ö Cách thức hoạt động: ● Ở thời điểm nay, đồng hồ nguyên tử công cụ đo thời gian xác nhất, cách đếm số lần nguyên tử 133Cs nhảy nhảy lại mức lượng khác theo tần số vi sóng Chiếc đồng hồ ngun tử xác thuộc quyền sở hữu Viện Tiêu chuẩn Cơng nghệ Quốc gia Mỹ (NIST) Nó hoạt động nguyên tắc đồng hồ nguyên tử vi sóng từ năm 1950, sử dụng ánh sáng quang học tần số cao Nếu giây đồng hồ truyền thống SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Trang - 42 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện tạo âm "tích, tắc" đồng hồ nguyên tử tạo 1.064 triệu tỉ tiếng Nhờ thế, độ xác đồng hồ tăng lên cực cao ● Một giây hệ đo lường quốc tế (SI) định nghĩa từ năm 1967 kéo dài 192 631 770 chu kỳ xạ ứng với chuyển tiếp hai mức trạng thái lượng nguyên tử Xêzi (Caesium), đồng vị bền 133Cs Trong giây nguyên tử 133Cs chuyển đổi trạng thái lượng 192 631 770 lần Tần số xạ sau lần chuyển đổi tính theo ∆ν = ∆E/h (với h số Planck) ● Phần đồng hồ nguyên tử máy cộng hưởng vi sóng, máy tự điều chỉnh tần số (khi có chênh lệch nhỏ) so sánh với tần số xạ nguyên tử, hai giá trị nhau, máy dò nhận tín hiệu cực đại, 192 631 770 tín hiệu cho giây Độ xác máy cộng hưởng vi sóng thường có giá trị khoảng 10-14 (chênh lệch giây sau triệu năm) Đồng hồ có lịch sử lâu đời, lâu gấp đơi lịch sử thân nước Mỹ Năm 1088, người Trung Quốc chế tạo loại đồng hồ nước, ngày sai lệch khoảng 100 giây Đến kỷ XVII, đồng hồ lắc đời với độ xác lớn hơn, ngày sai khoảng 10 giây Vào năm 1930, đồng hồ chuẩn xác phải ngày sai giây Tuy nhiên, với xuất đồng hồ ngun tử, sai số ỏi nói trở thành quãng thời gian khổng lồ Năm 1967, công nghệ đồng hồ nguyên tử cho phép giới khoa học xác định rằng, giây tương đương với 9,192,631,770 vòng xạ thực mức lượng 133Cs trạng thái mặt đất Năm 1995, sai số đồng hồ nguyên tử giây thời gian 15 triệu năm Và kỷ lục giới lập vào năm 2001, đồng hồ nguyên tử NIST đời: phải sau 100 triệu năm sai lệch giây Đồng hồ nguyên tử quan trọng nhiều lĩnh vực khoa học đời sống, chẳng hạn hoa tiêu vệ tinh, internet phân phối điện, tất phụ thuộc vào xác (gần) tuyệt đối thời gian Tiến công nghệ chế tạo đồng hồ nguyên tử tạo bước đại nhảy vọt Trái đất 4.3.3 Thiết bị cách chấn đáy HDR Khi cơng trình dao động biến dạng, chuyển vị nội lực cơng trình thay đổi theo thời gian Tuỳ thuộc theo chiều cao, đặc tính hình học, kết cấu mà cơng trình chịu tác động khác tải trọng động Một tải trọng có mức độ ảnh hưởng lớn đến cơng trình tải trọng động đất Chế ngự dao động cơng trình giải pháp cách chấn đáy nhằm hạn chế ảnh hưởng bất lợi dao động Cách chấn đáy chủ yếu sử dụng cho công trình nhà cầu Nó thiết bị có dạng khối hình hộp chữ nhật hay hình trụ trịn, có cấu tạo lớp cao su đặc biệt lớp chì xen kẽ nhau, hai mặt có hai thép để liên kết vào cơng trình vào móng Hệ thống đặt chân kết cấu chịu lực theo phương đứng có tác dụng ngăn cách tải trọng động đất tác dụng trực tiếp thời điểm xảy tới cơng trình Dịch chuyển đất làm cho hệ thống cách chấn đáy biến dạng chuyển vị Chuyển vị hệ thống cách chấn đáy tác nhân gây chuyển vị tịnh tiến ngang cơng trình trước gây biến dạng cơng trình Như nhờ có hệ thống cách chấn đáy, biến dạng kết cấu cơng trình giảm kéo theo nội lực giảm Mặc khác nhờ có lực ma sát lớp cấu tạo lực ma sát lớp cao su chì mà phần lượng động đất bị hấp thụ, nên lực tác động vào công trình nhỏ SVTH: Đồn Tiến Sỉ Trang - 43 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện Hình 14: Cách chấn đáy bảo vệ cơng trình chịu động đất a) Kết cấu thông thường b) Kết cấu có cách chấn đáy Hình 15: Gối cách chấn đáy đàn hồi a) Gối cao su có lõi chì – LRD b) Gối cao su có độ cản cao - HDR Ngồi ra, ta giảm dao động nhà cao tầng cách đặt bể nước đỉnh nhà, nhà dao động nước bể động trễ pha, làm giảm biên độ dao động nhà; thiết kế cho nhà móng chuyển động trượt tương đối xảy tượng dao động gió, động đất… 4.3.4 Chế tạo tần số kế để đo tần số dòng điện: Tần số kế gồm dãy thép gắn song song , có tần số dao động riêng Phía có gắn nam châm điện từ hóa dịng điện xoay chiều có tần số cần phải xác định Cứ khoảng thời gian chu kì dịng xoay chiều, thép nam châm điện hút vào, nhả hai lần liên tục Nói cách khác, thép bị cưỡng dao động với tần số hai lần tần số dịng xoay chiều Thanh thép có tần số riêng hai lần tần số dòng xoay chiều dao động mạnh ( cộng hưởng nhọn) Chia đôi tần số riêng thép ta tần số dòng điện xoay chiều Để cho tiện, thép ghi sẵn tần số tần số riêng SVTH: Đồn Tiến Sỉ Trang - 44 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện 4.3.5 Thiết bị giảm dao động cho cáp treo, cầu treo Cấu tạo giống giảm xóc xe máy, gồm ống xi lanh chứa piston dầu nhớt silicon có độ nhớt cao Thiết bị lắp đặt đầu vào thân cầu, đầu nối vào thân cáp giống trụ đỡ cáp Khi cáp thân cầu dao động, piston chuyển động môi trường nhớt, sinh lực cản để tiêu tán lượng dao động Dây cáp Thiết bị Thân cầu Hình 16: Mơ hình lắp đặt thiết bị giảm dao động Trong năm gần đây, phát triển kỹ thuật kết cấu cơng trình nói chung kết cấu cơng trình cầu ln gắn liền với nghiên cứu phát triển loại hình kết cấu mới, vật liệu có trọng lượng nhẹ cường độ vật liệu cao, kỹ thuật xây dựng hướng tới mục tiêu xây dựng cơng trình cầu quy mô lớn, độ lớn, kết cấu nhẹ mảnh, tiết kiệm vật liệu Kết cấu cầu treo cầu dây văng khẳng định ưu việt so với dạng kết cấu cầu khác khả vượt độ lớn kiến trúc độc đáo Loại kết cấu cầu treo cầu dây văng áp dụng rộng rãi nhiều nước giới, công trình quy mơ lớn kỹ thuật xây dựng tiêu biểu giới đa phần áp dụng loại hình kết cấu cầu Hiện nay, cầu treo Akashi-Kaikyo (Nhật Bản) có độ lớn giới lên tới 1990m , cầu dây văng Tatara (Nhật Bản) giữ kỷ lục độ nhịp lên tới 890m Trong hội nghị chuyên ngành cầu dây văng giới tổ chức Malmo, Thụy Điển năm 2000 Graz, Áo năm 2003, loại kết cấu đặc biệt kết cấu cầu dây văng tiếp tiếp tục khẳng định xu nghiên cứu áp dụng giới Cụ thể nhiều dự án xây dựng cầu lớn giới thời gian gần Nhật Bản, Trung Quốc, Đức, Ý … áp dụng loại hình kết cấu Trong thời gian gần đây, cơng nghệ vật liệu cho đời loại vật liệu có trọng lượng ngày giảm cường độ ngày tăng cao tạo điều kiện phát triển cho cầu treo cầu dây văng đại Các kết cấu ngày trở nên mảnh hơn, có trọng lượng thấp vượt độ lớn Tuy nhiên, việc áp dụng loại vật liệu trọng lượng thấp, cường độ cao, tức giảm độ cứng chống uốn chống xoắn, làm cho kết cấu có biến dạng lớn nhạy cảm với dao động tác động bên Do vậy, đánh giá tác động gây dao động hoạt tải, gió động đất có vai trị quan trọng thiết kế với loại hình kết cấu Chế tạo thiết bị giảm dao động không khó song điều quan trọng thiết kế thiết bị có lực cản phù hợp với cầu, sợi cáp cầu Để làm điều đó, SVTH: Đồn Tiến Sỉ Trang - 45 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện người ta xây dựng phần mềm SAVA (Structural Anti Vibration Analysis) để phân tích dao động kết cấu có lắp thiết bị tiêu tán lượng dao động Sau nhập thông số cầu, thiết bị giảm dao động, SAVA đánh giá hiệu thiết bị, từ thay đổi thông số thiết bị để giảm dao động hiệu Phần mềm để mở cho ứng dụng khác phân tích dao động cho tồ nhà cao tầng, cơng trình biển, v.v 4.3.6 Một số ứng dụng khác ● Dao động nhằm tối ưu hóa số kỹ thuật dầm, kỹ thuật rung máy xây dựng, thiết bị rung chế tạo vật liệu xây dựng, tạo hình cấu kiện.… ● Cân nơi khơng có trọng lượng nhờ vào ghế dao động: Dụng cụ chế tạo tàu vũ trụ quỹ đạo mà nhà du hành vũ trụ dùng để xác định khối lượng điều kiện phi trọng lượng quỹ đạo quanh Trái Đất Dụng cụ đo khối lượng ghế lắp vào đầu lò xo ( đầu lò xo gắn vào điểm tàu) Nhà du hành ngồi vào ghế thắt dây buộc vào ghế, cho ghế dao động đo chu kì dao động T ghế đồng hồ số đặt trước k mặt Khối lượng nhà du hành xác định theo công thức: M = T − m 4π ( m khối lượng ghế; k độ cứng lò xo) ● Khảo sát đặc trưng dao động độ cứng nhịp cầu bê tông cốt thép dao động ● Sử dụng lắc vật lí đo gia tốc trọng trường g suy phân bố khối lượng khống vật mặt đất vùng (giúp cho việc tìm mỏ dầu, nguồn nước đất…) SVTH: Đồn Tiến Sỉ Trang - 46 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện PHẦN 3: KẾT LUẬN UWdÕeXU Với việc nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu kiến thức dao động số ứng dụng đời sống, kỹ thuật ” giúp cho hiểu cách tổng quát kiến thức dao động đồng thời từ việc nghiên cứu hội giúp cho củng cố mảng kiến thức cịn thiếu xót q trình học, để từ giúp cho vững tâm việc chinh phục tri thức phát triển tư việc nghiên cứu khoa học Ngồi với việc nghiên cứu đề tài tơi cịn có khả giải thích số tượng Vật lý tự nhiên biết thêm nhiều ứng dụng khoa học kỹ thuật Với việc giải thích tượng tạo động lực cho phải cố gắng nghiên cứu tìm tịi để giải thích nhiều tượng Trong đề tài, hệ thống lại kiến thức liên quan đến dao động như: khái niệm, nguyên nhân, quy luật, tính chất loại dao động cách ngắn gọn, dễ hiểu Bên cạnh đó, tơi tìm hiểu trình bày số tượng ứng dụng dao động Và dựa sở kiến thức đó, tơi vào phân tích, khảo sát, giải thích rõ ảnh hưởng đến đời sống, kỹ thuật Qua trình bày khóa luận, tơi thấy được: Khi thảo luận dao động, trước tiên ta phải nắm vững quy luật đặc trưng dao động, sau sử dụng cơng cụ tốn học để khảo sát, phân tích, thiết lập cơng thức, phương trình mơ tả lại thuộc tính dao động đó… Khi thực đề tài giúp nhận thấy công cụ hữu hiệu cho Vật lý, Tốn học Nhờ có Tốn học mà Vật lý phát triển ngược lại nhờ có Vật lý mà Tốn học thể tầm quan trọng Tuy nhiên, việc nghiên cứu chưa thật thực tế nghiên cứu dao động tảng kiến thức bản, mà thực tế dao động đời sống vô phong phú phức tạp Khiếm khuyết đề tài chưa thực đo đạt dao động thực tế đời sống, chưa đưa số liệu cụ thể để phân tích số liệu thiết lập phương trình mơ tả lại dao động Do đó, tảng mà tơi nghiên cứu hướng nghiên cứu tơi thiết kế phần mềm nâng cấp số phần mềm phân tích dao động kết cấu có lắp thiết bị tiêu tán lượng dao động, sau nhập thông số đo đạt từ kết cấu thiết bị, phần mềm đánh giá hiệu thiết bị, từ thay đổi thơng số thiết bị để giảm dao động hiệu Trong thời gian làm đề tài, có nhiều khó khăn việc tìm hiểu, nghiên cứu nội dung liên quan với động viên giúp đỡ bạn bè, thầy cô, cuối đề tài: “Nghiên cứu kiến thức dao động số ứng dụng đời sống, kỹ thuật” hoàn thành -Y Z - SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Trang - 47 - Khóa luận tốt nghiệp GVHD.Ths Nguyễn Văn Mện TÀI LIỆU THAM KHẢO Lương Duyên Bình (2006) - Vật lí đại cương tập 2 Vũ Tiến Dũng (2005) - Giáo trình Dao động sóng Trần Ngọc Hợi, Phạm Văn Thiều (2006) - Vật lí đại cương tập – Các nguyên lí ứng dụng Vũ Thanh Khiết (2002) - Vật lí sơ cấp tập Ths Trần Tuấn Long (Khoa Xây dựng- trường Cao đẳng Xây dựng Cơng trình Đơ thị Hà Nội – 2008) – Đề tài thiết kế cách chấn đáy HDR PGS.TS Đỗ Ngọc Uấn ( Viện Vật lí kỹ thuật - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) Bài giảng Vật lí đại cương – Dao động sóng Nhà xuất giáo dục (2010) - Sách giáo khoa Vật lí lớp 12 nâng cao Một số ứng dụng từ Viện Nghiên cứu Cơ khí, Viện KHCN Xây dựng, Trung tâm Nghiên cứu Đào tạo thiết kế vi mạch (ICDREC) … SVTH: Đoàn Tiến Sỉ Trang - 48 - ... LUẬN UWdÕeXU Với việc nghiên cứu đề tài: ? ?Nghiên cứu kiến thức dao động số ứng dụng đời sống, kỹ thuật ” giúp cho hiểu cách tổng quát kiến thức dao động đồng thời từ việc nghiên cứu hội giúp... luyện kỹ thu thập, phân tích tổng hợp thông tin Với lý trên, định chọn đề tài ? ?Nghiên cứu kiến thức dao động số ứng dụng đời sống, kỹ thuật? ?? II Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu quy luật dao động. .. học, dao động điện từ,…, từ vận dụng để giải thích số tượng đời sống ứng dụng vào kỹ thuật Nghiên cứu tính tổng quát loại dao động, góp phần giải tốn dao động phức tạp III Đối tượng nghiên cứu