Lý thuyết Vật Lí 11 Bài 2: Phương trình dao động điều hoà (Chân trời sáng tạo)

Lý thuyết Vật Lí 11 Bài 2: Phương trình dao động điều hoà

A. Lý thuyết

l. Li độ trong dao động điều hoà

1. Phương trình li độ của vật dao động

Phương trình li độ của vật dao động điều hoà có dạng

$x=A\cos \left(\omega t+{\phi }_0\right)$

Trong đó:

- x, A lần lượt là li độ và biên độ dao động của vật, trong hệ SI có đơn vị là m.

- ω là tần số góc của dao động, trong hệ SI có đơn vị là rad/s.

- φ = ωt + φ₀ là pha của dao động tại thời điểm t, trong hệ SI có đơn vị là rad.

- φ₀ là pha ban đầu của dao động, trong hệ SI có đơn vị là rad.

2. Độ dịch chuyển của vật dao động

Độ dịch chuyển so với vị trí ban đầu của vật cũng biến thiên điều hoà theo thời gian cùng biên độ, chu kì và pha với li độ của vật dao động. Tại từng thời điểm, đồ thị độ dịch chuyển – thời gian dịch xuống một đoạn $A\cos {\phi }_0$ trên trục ting so với đồ thị li độ - thời gian.

Ví dụ:

ll . Vận tốc trong dao động điều hoà

1. Phương trình vận tốc của vật dao động

Phương trình vận tốc của vật dao động điều hoà có dạng:

$v=\omega A\cos \left(\omega t+{\phi }_0+\frac{\pi }{2}\right)=-\omega A\sin \left(\omega t+{\phi }_0\right)$

- Đồ thị vận tốc – thời gian của vật dao động điều hoà cũng có dạng hình sin.

- Vận tốc và li độ có cùng chu kì T (cùng tần số f).

- Tốc độ cực đại có biểu thức: v_max = ωA.

- Vận tốc biến đổi điều hoà theo thời gian lệch pha $\frac{\pi }{2}$ so với li độ.

- Mối liên hệ giữa vận tốc và li độ tại mỗi thời điểm: $\frac{v^2}{v_{max}^2}+\frac{x^2}{A^2}=1$

- Khi vật qua vị trí cân bằng: $x=0;v=\pm v_{max}$

- Khi vật ở hai biên: $x=\pm A;v=0$

lll. Gia tốc trong dao động điều hoà

1. Phương trình gia tốc của vật dao động

Phương trình gia tốc của bật dao động điều hoà có dạng:

$a={\omega }^{2}A\cos \left(\omega t+{\phi }_0+\pi \right)=-{\omega }^{2}A\cos \left(\omega t+{\phi }_0\right)=-{\omega }^{2}x$

- Đồ thị gia tốc – thời gian của vật dao động điều hoà cũng có dạng hình sin.

- Gia tốc và li độ của vật dao động điều hoà có cùng chu kì T (cùng tần số f).

- Độ lớn gia tốc cực đại: $a_{max}={\omega }^{2}A$

- Gia tốc và li độ của vật luôn lệch pha π so với nhau (ngược pha).

Mở rộng:

Tần số góc của con lắc lò xo: $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}$

Tần số góc của con lắc đơn: $\omega =\sqrt{\frac{g}{l}}$

B. Bài tập 

Đang cập nhật......

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 1: Mô tả dao động

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

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

Lý thuyết Bài 5: Sóng và sự truyền sóng

Lý thuyết Bài 6: Các đặc trưng vật lí của sóng