Lý thuyết Vật Lí 11 Bài 1: Dao động điều hoà (Cánh diều)

Lý thuyết Vật Lí 11 Bài 1: Dao động điều hoà

A. Lý thuyết

I. Dao động

1. Thí nghiệm tạo dao động

Chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng được gọi là dao động.

2. Dao động tự do

Dao động của một vật khi không có lực cản (hoặc lực cản rất nhỏ không đáng kể) thì dao động của vật khi đó có thể coi là dao động tự do.

Ví dụ: dao động của âm thoa, của dây đàn ghita khi lực cản tác dụng lên chúng rất nhỏ thì có thể coi dao động của chúng là dao động tự do.

3. Biên độ, chu kì, tần số của dao động

· Độ lớn cực đại của độ dịch chuyển (độ lớn cực đại của li độ) được gọi là biên độ của dao động, kí hiệu là A.

· Khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động được gọi là chu kì của dao động, kí hiệu là T. Đơn vị của chu kì là giây.

· Số dao động vật thực hiện được trong một giây được gọi là tần số của dao động, kí hiệu là f. Đơn vị của tần số là hertz (kí hiệu là Hz).

II. Dao động điều hoà

1. Định nghĩa

Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hoặc sin) của thời gian.

Phương trình biểu diễn dao động điều hoà: $x=A\cos \left(\omega t+\phi \right)$

Trong đó: A, ω , φ là các hằng số.

2. Tần số góc

$\omega =\frac{2\pi }{T}=2\pi f$

Đại lượng ω được gọi là tần số góc của dao động và có đơn vị là radian trên giây (rad/s)

3. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà

Phương trình vận tốc: $v=-\omega A\sin \left(\omega t+\phi \right)$

Phương trình gia tốc: $a=-{\omega }^{2}A\cos \left(\omega t+\phi \right)$

· Vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà cũng biến thiên theo quy luật hàm số sin (côsin) cùng chu kì T của li độ.

· Mối liên hệ giữa gia tốc và li độ của vật dao động điều hoà là: $a=-{\omega }^{2}x$

· Ở vị trí biên ( $x=\pm A$): $v=0;a=\mp a_{\max }=\mp {\omega }^{2}A$

· Ở vị trí cân bằng (x = 0): $v=\pm v_{\max }=\pm \omega A;a=0$

4. Pha của dao động và độ lệch pha

Pha của dao động

· Pha của dao động tại một thời điểm được tính bằng số phần đã thực hiện của một chu kì, kể từ khi bắt đầu chu kì đó. Vì một dao động tương ứng với góc 2π rad nên pha của dao động cũng được đo bằng đơn vị radian.

· Đại lượng $\left(\omega t+\phi \right)$ chính là pha của dao động điều hoà tại thời điểm t.

· Pha ban đầu của dao động là φ.

Dao động cùng pha

· Dao động cùng pha là các dao động tại mỗi thời điểm có trạng thái giống nhau.

Dao động lệch pha

· Dao động lệch pha là các dao động tại mỗi thời điểm có trạng thái khác nhau.

· Độ lệch pha giữa hai dao động có thể được đo bằng số phần của chu kì dao động hoặc bằng đơn vị độ hay radian. Trong thực tế, độ lệch pha được đo bằng đơn vị radian.

B. Bài tập 

Đang cập nhật......

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Vật Lí 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 2: Một số dao động điều hoà thường gặp

Lý thuyết Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà

Lý thuyết Bài 4: Dao động tắt dần - Dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng

Lý thuyết Bài 1: Mô tả sóng

Lý thuyết Bài 2: Sóng dọc và sóng ngang