Mô tả dao động SVIP

1. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO

➤ Khái niệm dao động

Dao động cơ học là chuyển động qua lại có giới hạn của một vật quanh vị trí xác định, gọi là vị trí cân bằng.

Dao động tuần hoàn là dao động có trạng thái (vị trí và vận tốc) lặp lại sau những khoảng thời gian bằng nhau.

Dao động của đồng hồ quả lắc

➤ Dao động tự do

Dao động tự do (hay dao động riêng) là dao động của một hệ chỉ do nội lực bên trong gây ra, không chịu ảnh hưởng của lực tác dụng từ bên ngoài.

Dao động của con lắc đơn

2. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

➤ Khái niệm dao động điều hòa

Dao động điều hòa là dao động tuần hoàn trong đó li độ của vật biến thiên theo thời gian dưới dạng hàm cosin hoặc sin.

➤ Li độ, biên độ, chu kì dao động, tần số dao động

Đồ thị dao động điều hòa có dạng hình sin hoặc cosin, biểu diễn sự thay đổi vị trí (li độ) của vật theo thời gian.

Vị trí của vật nặng trong hệ con lắc lò xo tại các thời điểm khác nhau

Li độ \(x\) là tọa độ của vật dao động tại một thời điểm nhất định, được đo từ vị trí cân bằng. Vì vật dao động qua lại quanh vị trí cân bằng nên li độ có thể dương, âm hoặc bằng 0, tùy thuộc vào vị trí của vật tại thời điểm đó.

Biên độ dao động \(A\) là độ lớn lớn nhất của li độ trong suốt quá trình dao động và luôn là một giá trị dương. Trong quá trình dao động, vật chuyển động qua lại giữa hai vị trí biên và đổi chiều tại đó. Biên ứng với li độ dương gọi là biên dương, còn biên ứng với li độ âm gọi là biên âm.

Chu kì dao động $T$ là khoảng thời gian để vật thực hiện xong một dao động toàn phần, có đơn vị là giây (s).

Tần số dao động $f$ là đại lượng đặc trưng cho dao động, cho biết số dao động mà vật thực hiện được trong một giây, có đơn vị là héc (Hz): $f=\dfrac{1}{T}$.

➤ Pha dao động, độ lệch pha, tần số góc

Pha dao động \(\varphi\) là đại lượng cho biết trạng thái dao động (vị trí, chiều chuyển động) của vật tại một thời điểm cụ thể, có đơn vị là độ hoặc rad.

Độ lệch pha \(\Delta\varphi=2\pi\dfrac{\Delta t}{T}\).

Tần số góc \(\omega\) của dao động là đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến thiên của pha dao động, có đơn vị là radian trên giây (rad/s). Đây là một đại lượng không đổi: \(\omega=\dfrac{\varphi_2-\varphi_1}{t_2-t_1}=\dfrac{2\pi}{T}\) với \(\varphi_1\) và \(\varphi_2\) lần lượt là pha dao động tại thời điểm $t_1$ và $t_2$.