Contents
1. Khái niệm dao động điều hòa
1.1 Dao động cơ
- Một đối tượng chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng được gọi là dao động cơ.
- Dao động tuần hoàn là loại dao động mà trạng thái của đối tượng được lặp lại trong một khoảng thời gian nhất định.
1.2 Dao động điều hòa là gì?
- Dao động điều hòa là loại dao động tuần hoàn mà đối tượng chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng.
- Vật dao động điều hòa là khi nó chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng.
- Ví dụ: Con thuyền chập chờn trên mặt nước, cánh hoa khi có gió, sợi dây đàn khi đánh, xích đu, cái bập bênh…
- Quỹ đạo của dao động điều hòa là đoạn thẳng và li độ của đối tượng theo thời gian có dạng cos hoặc sin. Đồ thị của dao động điều hòa sẽ có hình sin, do đó còn được gọi là dao động hình sin.
1.3 Phương trình dao động điều hòa
a. Phương trình dao động điều hòa
Có thể bạn quan tâm
Phương trình dao động điều hòa có dạng tổng quát như sau:
Bạn đang xem: Lý thuyết và bài tập về Dao động điều hòa: Mọi thứ bạn cần biết
Xem thêm : Tác dụng ít người biết về loài mối – “Thần dược” mối chúa
Trong đó:
- A là biên độ dao động
- ω (omega) là tần số góc của dao động
- ωt + φ (phi) là pha dao động tại thời điểm t
- φ là pha ban đầu của dao động.
b. Cách tìm biên độ dao động
Xem thêm : Tác dụng ít người biết về loài mối – “Thần dược” mối chúa
Trong đó:
- L là chiều dài quỹ đạo của dao động
- S là quãng đường trong 1 chu kỳ.
c. Cách tìm tần số góc
d. Cách tìm pha ban đầu của dao động
- Cách 1: Dựa vào t = 0, có hệ phương trình
Lưu ý:
- Cách 2: Sử dụng vòng tròn lượng giác.
2. Các đại lượng đặc trưng trong dao động điều hòa
2.1 Chu kỳ
- Chu kỳ là khoảng thời gian ngắn nhất mà một đối tượng thực hiện một dao động. Đơn vị tính là giây.
- Mối liên hệ giữa chu kỳ và tần số góc có công thức như sau:
2.2 Tần số dao động
- Số dao động mà đối tượng thực hiện trong một giây được gọi là tần số. Đơn vị là Hz (hertz).
- Tần số và chu kỳ có liên hệ công thức.
2.3 Tần số góc
- Là đại lượng liên hệ giữa chu kỳ T và tần số dao động qua hệ thức.
2.4 Vận tốc dao động điều hòa
- Vận tốc trong dao động điều hòa được xác định bằng đạo hàm của li độ x theo thời gian.
- Tại vị trí cân bằng, vận tốc dao động điều hòa có độ lớn cực đại.
- Vận tốc bằng không khi ở vị trí biên.
- Vận tốc thay đổi chiều tại biên độ và nhanh pha hơn li độ một góc.
2.5 Gia tốc
- Gia tốc trong dao động điều hòa là đạo hàm của vận tốc theo thời gian.
- Tại vị trí cân bằng x = 0, gia tốc = 0.
- Tại vị trí biên, gia tốc có độ lớn cực đại.
- Gia tốc ngược pha với li độ và sớm pha hơn vận tốc một góc.
3. Đồ thị dao động điều hòa
- Đồ thị của dao động điều hòa có dạng đường hình sin.
- Trường hợp đặc biệt.
- Trường hợp pha ban đầu tại các vị trí đặc biệt.
4. Các dạng bài tập dao động điều hòa thường gặp
4.1 Bài tập tìm các đại lượng đặc trưng
- Là dạng bài xác định giá trị của các đại lượng đặc trưng dựa trên dữ liệu trong đề bài.
- Cần ghi nhớ công thức phương trình dao động điều hòa và công thức liên hệ giữa các đại lượng đặc trưng để giải quyết bài toán.
- Ví dụ minh họa: Tính tần số góc của dao động dựa trên đồ thị biểu diễn li độ theo thời gian.
4.2 Bài tập tìm quãng đường trong một khoảng thời gian
- Dạng bài yêu cầu tìm quãng đường đối tượng đi được trong một khoảng thời gian.
- Cần biết công thức phương trình dao động điều hòa và liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều.
- Ví dụ minh họa: Tìm quãng đường mà đối tượng đi được sau một khoảng thời gian từ thời điểm ban đầu.
4.3 Bài tập tìm quãng đường ngắn nhất, dài nhất trong dao động điều hòa
a. Trường hợp:
- Quãng đường ngắn nhất (lân cận điểm biên).
- Quãng đường dài nhất (lân cận vị trí cân bằng).
b. Trường hợp.
4.4 Bài tập tính tốc độ trung bình, vận tốc trung bình trong dao động điều hòa
- Để giải quyết dạng bài này, ta áp dụng các công thức tính vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa.
- Ví dụ minh họa: Tính vận tốc trung bình của đối tượng trong một khoảng thời gian từ thời điểm xác định.
Trên đây là những kiến thức cơ bản về dao động điều hòa và một số dạng bài tập thường gặp. Hi vọng thông tin này sẽ giúp bạn ôn tập và hiểu rõ hơn về chủ đề này.
Nguồn: https://readyq.vn
Danh mục: Sức khỏe
