D. phụ thuộc và độ lệch pha giữa hai dao động thành phần.
BÀI 8: DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC DAO ĐỘNG TẮT DẦN
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Trong thực tế hầu như không tồn tại dao động điều hòa vì luôn có các lực cản, điều này khiến cơ năng của vật bị mất đi → dao động của vật lúc này là dao động tắt dần.
o Dao động tắt dần là dao động có biên độ, cơ năng giảm dần theo thời gian. Lực cản của môi
trường càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh. Dao động tắt dần trong nhiều trường hợp có thể có lợi hoặc có hại.
o Đểduy trì dao động của vật, người ta tiến hành cung cấp năng lượng cho hệđể bù trừ tổn hao do lực cực gây ra mà không làm thay đổi biên độvà chu kì dao động riêng của hệ, dao
động lúc này được gọi là dao động duy trì.
o Một trong những cách đơn giản nhất để làm cho một hệdao động không tắt dần là tác dụng vào nó một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. Lực này cung cấp năng lượng cho hệđể bù lại phần năng lượng mất đi do ma sát. Khi ấy dao động của hệđược gọi là dao động cưỡng bức. Dao động cưỡng bức có tần số bằng với tần số của ngoại lực cưỡng bức, biên độ của
dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức và độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệdao động.
B. CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH
Dạng 1: Hiện tượng cộng hưởng trong dao động cưỡng bức
Phương pháp giải:
Một hệdao động có tần số dao động riêng f0, dao động cưỡng bức dưới tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn, tần số f .
→ Hiện tượng biên độdao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của ngoại lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f0 của hệdao động gọi là hiện tượng cộng hưởng.
Giải thích: Khi tần số của lực cưỡng bức bằng với tần số riêng của hệ dao động thì hệđược cung cấp
năng lượng một cách nhịp nhàng đúng lúc, do đó biên độdao động của hệtăng dần lên.
Biên độdao động đạt tới giá trịkhông đổi và cực đại
khi tốc độtiêu hao năng lượng do ma sát bằng tốc độ cung cấp năng lượng cho hệ.
Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m 100= g và lò xo có độ cứng k 100= N/m dao
động cưỡng bức dưới tác dụng của một ngoại lực tuần hoàn với tần số f thay đổi được. Lấy π2=10
. Nếu f thay đổi từ1 Hz đến 10 Hz thì biên độdao động cưỡng bức sẽ