Bài 1. Dao động điều hoà

CHƯƠNG 1. DAO ĐỘNG CƠ
Bài 1. Dao động điều hòa
Bài 2. Con lắc lò xo
Bài 3. Con lắc đơn
Bài 4. Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức
Bài 5. Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. DAO ĐỘNG CƠ
1. Thế nào là dao động cơ ?
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. DAO ĐỘNG CƠ
1. Thế nào là dao động cơ ?
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. DAO ĐỘNG CƠ
1. Thế nào là dao động cơ ?
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. DAO ĐỘNG CƠ
1. Thế nào là dao động cơ ?
Dao động cơ là chuyển động qua lại của vật quanh một vị trí cân bằng.
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. DAO ĐỘNG CƠ
2. Dao động tuần hoàn
Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau vật trở lại vị trí và chiều chuyển động như cũ (trở lại trạng thái ban đầu).
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. DAO ĐỘNG CƠ
2. Dao động tuần hoàn
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Ví dụ
 
x = Acos(t + )
Trong đó: A,  và  là các hằng số
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Ví dụ
2. Định nghĩa
Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hoặc sin) của thời gian.
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
3. Phương trình
x = Acos(t + )
+ x (m;cm): Li độ (toạ độ) của vật; cho biết độ lệch và chiều lệch của vật so với VTCB.
+ A > 0 (m;cm): Là biên độ (li độ cực đại của vật); cho biết độ lệch cực đại của vật so với VTCB.
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
3. Phương trình
x = Acos(t + )
+ x (m;cm): Li độ (toạ độ) của vật; cho biết độ lệch và chiều lệch của vật so với VTCB.
+ A > 0 (m;cm): Là biên độ (li độ cực đại của vật); cho biết độ lệch cực đại của vật so với VTCB.
+ (t + ) (rad): Là pha của dao động tại thời điểm t; cho biết trạng thái dao động (vị trí và chiều chuyển động) của vật ở thời điểm t.
 
+  (rad/s): Là tần số góc của dao động điều hoà.
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
4. Chú ý
Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều trên đường kính là đoạn thẳng đó.
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
III. CHU KÌ. TẦN SỐ. TẦN SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Chu kì và tần số
Chu kì T(s): Là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần.
 
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
III. CHU KÌ. TẦN SỐ. TẦN SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Chu kì và tần số
Chu kì T(s): Là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần.
Tần số f(Hz): Là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây.
 
 
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
III. CHU KÌ. TẦN SỐ. TẦN SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Chu kì và tần số
2. Tần số góc
 
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Ví dụ 1: Một vật dao động điều hòa trong 10 (s) vật thực hiện được 5 dao động toàn phần. Tính Chu kì, tần số và tần số góc?
 
 
 
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
x = Acos(t + )
A = 5 (cm)
 = 4π (rad/s)
 
 
 
 
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
IV. VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Vận tốc
Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian:
 
 
+ Ở vị trí biên (x =  A): Độ lớn vmin = 0
+ Ở vị trí cân bằng (x = 0): Độ lớn vmax = A.
* Giá trị đại số:
+ vmax = A (vật chuyển động qua vị trí cân bằng theo chiều dương)
+ vmin = - A (vật chuyển động qua vị trí cân bằng theo chiều âm)
Pt dđđh: x = Acos(t + )
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
IV. VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
2. Gia tốc
Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian:
 
+ Vectơ gia tốc của vật dao động điều hòa luôn hướng về vị trí cân bằng và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
 
+ Ở vị trí biên (x =  A), gia tốc có độ lớn cực đại : amax = 2A.
+ Ở vị trí cân bằng (x = 0), gia tốc: a = 0 và hợp lực F = 0.
* Giá trị đại số:
amax= 2A khi x = - A; amin= - 2A khi x = A.
v = x` = - Asin(t + )
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
V. ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Đồ thị của dao động điều hòa là một đường hình sin.
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
 
 
 
 
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Ví dụ 4: Một vật nhỏ dao động điều hòa trên quỹ đạo thẳng dài 20 cm với tần số góc 6 rad/s. Tính vận tốc cực đại và gia tốc cực đại của vật.
 
vmax = ω.A = 6.0,1 = 0,6 (m/s)
amax = ω2.A = 62. 0,1 = 3,6 (m/s2)
BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
 
 
 
a = - ω2.x = - (10)2. 1,25 = - 125 (cm/s2)
Lúc đó: