Trong lịch sử thế giới từng xảy ra hai vụ sập cầu treo
Câu chuyện đầu tiên xảy ra khi Napoleon lãnh đạo quân Pháp đánh chiếm Tây Ban Nha. Đoàn quân của Napoleon phải đi qua một chiếc cầu sắt bắc ngang qua một bờ sông. Như thường lệ viên sĩ quan chỉ huy hô vang khẩu lệnh: Một… hai … một … hai … Các binh sĩ bước đều và giậm chân mạnh theo khẩu lệnh. Khi họ đi đến gần bờ sông bên kia, bỗng nhiên có một tiếng động rất to. Ngay tức khắc, chiếc cầu bị gãy. Tất cả các binh sĩ và sĩ quan đều rơi xuống nước, rất nhiều người bị chết đuối.
Câu chuyện thứ hai xảy ra ở St Peterburg (Nga), khi một đoàn quân đi qua cây cầu lớn trên sông Neva, họ cũng đi đều bước và hiện tượng tương tự đã xảy ra.
BÀI 4. DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
Không khí
Nước
Dầu nhớt
Nguyên nhân nào gây ra dao động tắt dần? Sự tắt dần nhanh hay chậm phụ thuộc yếu tố nào?
Nguyên nhân gây ra dao động tắn dần là do ma sát và lực cản môi trường.
Ma sát, lực cản càng lớn dao động tắt dần càng nhanh.
1. Th? n�o l� dao d?ng t?t d?n?
- Là dao động có biên độ A giảm dần theo thời gian t
- Do ma sát và lực cản của môi trường làm giảm cơ năng.
2. Nguyên nhân của dao động tắt dần
- Lực cản càng lớn dao động tắt dần càng nhanh
3. Ứng dụng:
- Cửa đóng mở tự động, bộ phận giảm xốc ô tô,…
I. DAO ĐỘNG TẮT DẦN
Đồng hồ
quả lắc
IX
III
VI
XII
IX
III
VI
XII
SENKO
Con lắc đồng hồ
Làm thế nào để dao động không bị tắt dần?
3
6
9
Dao động được duy trì bằng cách giữ cho A không đổi mà không làm thay đổi f0 gọi là dao động duy trì.
II. DAO ĐỘNG DUY TRÌ
Ví dụ: dđ của quả lắc đồng hồ; dđ của người chơi đu: phần bù mất năng lượng dđ do một lực được điều kiển bằng chính dđ của hệ.
1. Thế nào là dao động cưỡng bức?
III. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
Là dđ chịu t/d của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn.
2. Đặc điểm:
+ Có Acb không đổi và tần số bằng tần số của lực cuỡng bức ( f )
A ngoại lực
�
�
IV. SỰ CỘNG HƯỞNG
�
2. Điều kiện cộng hưởng cơ:
�
3. Tầm quan trọng của cộng hưởng:
+ Có hại: toà nhà, cầu, bệ máy, khung xe,… có cộng hưởng xảy ra đổ hoặc gãy
+ Có lợi: em nhỏ có thể đưa võng của người lớn lên cao, chế tạo hợp cộng hưởng của đàn ghita,viôlon,…
Phương pháp giải
Độ giảm cơ năng bằng công của lực ma sát
∆E = E – E’ = /Ams/
Điều kiện cộng hưởng
f = f0
Trả lời câu hỏi đầu bài
Câu 1. Dao động tắt dần
luôn có hại
có biên độ không đổi theo thời gian
C. có biên độ giảm dần theo thời gian
D. luôn có lợi
C. có biên độ giảm dần theo thời gian
Câu 2. Một người xách một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi dài 45cm. Chu kì dao động riêng của nước trong xô là 0,3s. Để nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất thì người đó phải đi với vận tốc bao nhiêu?
3,6m/s
4,2km/h
C. 4,8km/h
D. 5,4km/h
D. 5,4km/h
Câu 3. Một con lắc lò xo dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kì , biên độ giảm 3%. Hỏi phần năng lượng mất đi trong một dao động toàn phần là bao nhiêu?
3%
9%
4,5%
6%
Đáp án D. 6%
BTVN: Độ giảm biên độ sau mỗi chu kì được tính bằng công thức
∆A= 4µmg/k
Câu 4. Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 0,02 kg và lò xo có độ cứng 1 N/m. Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ cố định, nằm ngang dọc theo trục của lò xo. Hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật nhỏ là 0,1. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị nén 10 cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. Lấy g = 10 m/s2. Tốc độ lớn nhất của vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động là:
10√30 cm/s B. 20√6 cm/s
C. 40√2 cm/s D. 40√3 cm/s
Đáp án C
Câu 5. Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 100 g, lò xo có độ cứng k dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn. Khi tần số của ngoại lực là f1 = 3 Hz thì biên độ ổn định của con lắc là A1. Khi tần số của ngoại lực là f2 = 7 Hz thì biên độ ổn định của con lắc là A2 = A1. Lấy π2 = 10. Độ cứng của lò xo có thể là
A. 20 N/m B. 100 N/m C. 10 N/m D. 200 N/m
A1 = A2 ⇔ |f1 - f0| = |f2-f0| hay f1 + f2 = 2f0
Đáp án B. 100N/m
Câu 6. Một chiếc xe chuyển động đều trên một đoạn đường mà cứ 20 m trên đường lại có một rảnh nhỏ. Biết chu kì dao động riêng của khung xe trên lò xo giảm xóc là 2 s. Chiếc xe bị xóc mạnh nhất khi tốc độ của xe là
A. 54 km/h B. 36 km/h C. 8 km/h D. 12 km/h
Chiếc xe xóc mạnh nhất khi chu kì xóc (bị cưỡng bức do đi qua các rãnh) đúng bằng chu kì dao động riêng của xe
t = S/v = 2 ⇒ v = 10 m/s. Đáp án B
Câu 7. Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 200 g và lò xo có độ cứng 20 N/m. Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo. Hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật nhỏ là 0,01. Từ vị trí lò xo không biến dạng, truyền cho vật vận tốc ban đầu 1 m/s thì thấy con lắc dao động tắt dần trong giới hạn đàn hồi của lò xo. Lấy g = 10 m/s2. Độ lớn của lực đàn hồi cực đại của lò xo trong quá trình dao động bằng
A. 2 N B. 2,98 N C. 1,98 N D. 1,5 N
Lực đàn hồi có độ lớn cực đại khi vật đi đến vị trí biên lần đầu tiên
Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng:
Lực đàn hồi cực đại Fđhmax = kx = 1,98 N.
Đáp án C
nguon VI OLET
