Video bài học Vật Lý Lớp 12 – Dao Động Cơ – Dao Động Điều Hoà – HocHay

• Định nghĩa:

Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian.

• Phương trình dao động:

x=Acos(ωt+φ) (cm) hoặc (m) với

T=2π/ω⇒{ω=2πT và ω=2πf

Trong đó:

– Li độ x(m; cm): độ lệch và chiều lệch của vật so với VTCB.

– Biên độ A > 0 (m; cm): độ lệch cực đại của vật so với VTCB.

Pha ban đầu φ (rad): xác định li độ x vào thời điểm ban đầu t0=0 hay cho biết trạng thái ban đầu của vật vào thời điểm ban đầu t0=0. Khi đó: X0=Acosφ

– Pha dao động (ωt+φ) (rad): xác định li độ x vào thời điểm t hay cho biết trạng thái dao động (vị trí và chiều chuyển động) của vật ở thời điểm t. 

– Tần số góc ω (rad/s): cho biết tốc độ biến thiên góc pha.

Chú ý:

Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể coi là hình chiếu của điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.

Ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc (MOP) ̂ trong chuyển động tròn đều.

• Vận tốc

– Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian.

v=dx/dt=x′⇒v=−ωAsin(ωt+φ)=ωAcos(ωt+φ+π/2) (cm/s) hoặc (m/s)

– Vận tốc cũng biến thiên theo thời gian.

Tại xmax=±A thì vmin=0

Tại xmin=0 thì |vmax|=ωA

– Vận tốc của vật luôn cùng chiều với chiều chuyển động; cật chuyển động theo chiều dương thì v > 0 và ngược lại.

– Vận tốc của vật dao động điều hoà biến thiên điều hoà cùng tần số nhưng sớm pha hơn π/2 so với li độ.

– Vận tốc đổi chiều tại vị trí biên; li độ đổi dấu khi qua vị trí cân bằng.

– Quỹ đạo giao động điều hoà là một đoạn thẳng.

• Gia tốc

– Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian

a=dv/dt=v′=x″=−ω2Acos(ωt+φ)=−ω2x

hay

ặa=ω2Acos(ωt+φ±π)(cm/s2)hoặc(m/s2)

Tại xmin=0 thì amin=0

Tại xmax=±A thì |amax|=ω2A

– Gia tốc của vật dao động điều hoà biến thiên điều hoà cùng tần số nhưng ngược pha với li độ hoặc sớm pha π/2 so với vận tốc.

– Vector gia tốc luôn hướng về VTCB và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.

Khi vật chuyển động từ biên về VTCB thì vật chuyển động nhanh dần => v.a > 0 hay a và v cùng dấu.

• Định nghĩa: là hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật dao đồng điều hoà còn gọi là lực kéo về hay lực hồi phục.
• Đặc điểm:

– Luôn hướng về VTCB.

– Có độ lớn tỉ lệ với li độ nhưng có dấu trái dấu với li độ x.

Fph=ma=−kx=−mω2x=−mω2Acos(ωt+φ)

– Lực kéo về của vật dao động điều hoà biến thiên điều hoà cùng tần số nhưng ngược pha với li độ (cùng pha với gia tốc).

– Vecto lực kéo về đổi chiều khi vật qua VTCB và có độ lớn tỉ lệ thuận với độ lớn của gia tốc.

– Ở vị trí biên xmax=±A⇒|Fmax|=k|xmax|=mω2A=kA

– Ở vị trí cân bằng xmin=0⇒|Fmin|=k|xmin|=0

Đồ thị của dao động điều hòa với φ = 0 có dạng hình sin nên người ta còn gọi là dao động hình sin.

Ta được: x=Acosωt 

v=x′=−Aωsinωt=Aωcos(ωt+π2)

a=−ω2x=−ω2Acosωt

– Một số giá trị đặc biệt của x, v, a như sau:

Chú ý:

– Đồ thị của v theo x: có dạng elip

– Đồ thị của a theo x: là đoạn thẳng

– Đồ thị của a theo v: có dạng elip

• Khái niệm: là hiệu số giữa các pha dao động.
• Kí hiệu: ∆φ=φ2−φ1 (rad)

∆φ=φ2−φ1>0: đại lượng 2 sớm pha hơn đại lượng 1

∆φ=φ2−φ1<0: đại lượng 2 trễ pha hơn đại lượng 1

∆φ=2kπ: 2 đại lượng cùng pha

∆φ=(2k+1)π: 2 đại lượng ngược pha

∆φ=(2k+1)π/2: 2 đại lượng vuông pha.

v sớm pha hơn x góc π2; a sớm pha hơn v góc π2; a ngược pha với x

https://local.google.com/place?id=17925709090940119267&use=posts&lpsid=8143681452007537825

Link tổng hợp: https://hochay.com/vat-ly-lop12/tong-hop-ly-thuyet-mon-vat-ly-lop-12-hochay-847.html
#vatlylop12 #vatly12 #vatlylop12chuong1 #daodongco #daodongdieuhoa #hochay #hoconline #hoctructuyen