Mô hình được làm bằng Mica, dựa trên nguyên lý biểu diễn dao động điều hòa bằng vector quay (Sách giáo khoa Vật lý 12 Nâng cao, trang 33), gồm 2 đĩa tròn đại diện cho đường tròn lượng giác, trên đĩa có đục các lỗ với khoảng cách từ lỗ đến tâm đường tròn là khác nhau. Giữa 2 đường đĩa tròn được nối với nhau bằng một thanh ngang có rãnh ở giữa. Vuông góc với thanh ngang là một thanh dọc,cũng có rãnh ở giữa.Hai thanh này tạo nên hệ trục tọa độ Oxy, và điểm giao giữa 2 thanh để gắn một cây bút lông qua. Bút lông tì lên một bảng mica để vẽ hình. Thanh dọc có thể di chuyển từ đầu bên này sang đầu bên kia, nhờ hệ thống nối dây. Tất cả các bộ phận đều có thể tháo ra và lắp vào một cách dễ dàng
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN NHẬT QUANG
SVTH: NGUYỄN NGỌC TRÂM KHA Page 29
Mặt sau của mô hình, một bên đĩa có gắn tay cầm, dùng để quay. Khi quay, nhờ hệ thống nối dây bên trong mà thanh dọc được kéo từ đầu này sang đầu kia, đồng thời 2 đĩa ở mặt trước mô hình quay tròn. Sự kết hợp giữa chuyển động thẳng và chuyển động tròn làm cho cây bút lông vẽ lên một đồ thị hình sin.
Nhờ các đĩa tròn đục nhiều lỗ, với khoảng cách từ tâm đến các lỗ khác nhau mà người sử dụng có thể thay đổi vị trí gắn thanh ngang, từ đó thay đổi được biên độ của đồ thị phương trình dao động sóng cần vẽ.
Sau đây là hình ảnh thu được khi lắp thiết bị tương ứng với biên độ A tăng dần.
SVTH: NGUYỄN NGỌC TRÂM KHA Page 30
Biên độ A cỡ trung bình
BIên độ A cỡ lớn nhất
4.2.Mô hình mô phỏng đồ thị hình sin (máy điện)
Tương tự với mô hình chạy bằng cơ, em đã thiết kế và chế tạo nên máy chạy bằng điện với các chức năng tương tự.
Tuy nhiên, mô hình chạy bằng điện đã được cải tiến hơn, hình vẽ mượt hơn, đẹp hơn, có thể thay đổi được tốc độ quay nên hình sin thu được đa dạng hơn
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN NHẬT QUANG
SVTH: NGUYỄN NGỌC TRÂM KHA Page 31
Mô hình chạy bằng điện có khung làm bằng nhôm, bộ điều khiển tốc độ, có các bộ phận nhả giấy và cuốn giấy. Nguyên lý hoạt động vẫn giữ nguyên không đổi. Một đĩa tròn làm bằng nhựa biểu diễn cho đường tròn lượng giác, quay với một tốc độ nhất định, có thể thay đổi độ lớn của đường tròn lượng giác, tức là thay đổi biên độ A. Khi đường tròn quay, cùng với hệ thống kéo giấy , bút là sự chuyển động kết hợp giữa chuyển động tròn đều và chuyển động tịnh tiến, làm cho bút vẽ trên giấy những đồ thị hình sin đẹp mắt kéo dài liên tục.
Mô hình bằng điện có điểm cải tiến nổi bật hơn mô hình cơ, đó là thay đổi được tốc độ quay của đĩa, nghĩa là có thể biểu diễn cho học sinh xem sự thay đổi của tốc độ quay (chu kì, hoặc tần số) làm đồ thị biến đổi ra sao (theo chiều ngang đồ thị co lại hoặc dãn ra).
Một số hình vẽ về mô hình mô phỏng đồ thi hình sin chạy bằng điện
SVTH: NGUYỄN NGỌC TRÂM KHA Page 32
Nhìn từ trên xuống Khi thay đổi tốc độ quay của đĩa, tức là chu kì T=2
sẽ tăng (hoặc giảm), ta sẽ
thu được hình sin dãn ra (hoặc co lại) như sau :2
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN NHẬT QUANG
SVTH: NGUYỄN NGỌC TRÂM KHA Page 33
Tăng tốc độ quay của đĩa (chu kì giảm) Ngoài ra, máy vẫn giữ nguyên chức năng thay đổi biên độ A.
SVTH: NGUYỄN NGỌC TRÂM KHA Page 34
Biên độ A lớn
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. NGUYỄN NHẬT QUANG
SVTH: NGUYỄN NGỌC TRÂM KHA Page 35
CHƯƠNG V: KẾT QUẢ
Sau quá trình nghiên cứu và chế tạo, em đã hoàn thành xong 2 mô hình biểu diễn liên quan đế chương dao động điều hòa
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});