Lý thuyết thiết bị lý 12 bài 1. Giao động điều hòa

I. Dao động cơ

1. Thế nào là dao động cơ?

Các vật dụng chuyển động hỗ tương quanh một vị trí sệt biệt, gọi là vị trí thăng bằng (thường là địa chỉ của vật lúc đứng yên) call là dao động cơ.

Bạn đang xem: Vật lý 12 bài 1: dao động điều hòa

2. Dao động tuần hoàn

Dao động cơ của một vật có thể là tuần hoàn hoặc không tuần hoàn. Nếu sau mọi khoảng thời hạn bằng nhau, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ thì dao động của vật sẽ là tuần hoàn. Con lắc đồng hồ dao động tuần hoàn, trong những lúc chiếc thuyền thì dao động ko tuần hoàn.

Dao động tuần hoàn gồm thể bao gồm mức độ phức tạp khác biệt tùy theo vật giỏi hệ vật dao động. Dao động tuần hoàn dễ dàng và đơn giản nhất là dao động điều hòa.

II .Phương trình của dao động điều hòa

1. Ví dụ mang đến điểm M chuyển động tròn đều bên trên một mặt đường tròn theo chiều dương cùng với tốc độ góc ω. Gọi p. Là hình chiếu của điểm M lên trục Ox như hình vẽ. Ta thấy điểm p dao động bên trên trục Ox quanh gốc tọa độ O. Hãy xét coi dao động của điểm p có số đông đặc điểm gì?

 

*

Đặt OM = A, phương trình của tọa độ x được viết thành:

x = Acos (ωt + φ)

Vì hàm sin giỏi côsin là một hàm điều hòa, nên dao động của điểm p. được điện thoại tư vấn là dao động điều hòa.

2. Định nghĩa

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

3. Phương trình

Phương trình của dao động điều hòa: x = Acos (ωt + φ)

A: biên độ dao động là độ lệch cực to của vật. Vày thế biên độ dao động là một số dương.

(ωt+φ): trộn của dao động tại thời điểm t, đơn vị chức năng là rađian (rad).

φ: pha ban đầu của dao động (-π4. Chú ý

a) Điểm p dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn bao gồm thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.

b) Đối với phương trình dao động điều hòa: x = Acos (ωt + φ) chọn trục x làm cho gốc để tính pha của dao động cùng chiều tăng của pha khớp ứng với chiều tăng của góc P 1OM trong chuyển động tròn đều.

III. Chu kì. Tần số. Tần số góc của dao động điều hòa

1. Chu kì cùng tần số

Dao động điều hòa cũng có tính chất tuần hoàn.

Chu kì T là khoảng thời hạn để vật thực hiện một dao động toàn phần, đơn vị chức năng là giây (s).

Tần số f là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây, đơn vị chức năng là héc (Hz).

2. Tần số góc

Tần số góc 

*
, đơn vị là rađian trên giây (rad/s).

IV. Vận tốc cùng gia tốc của vật dao động điều hòa

1. Vận tốc

Công thức tính vận tốc: v = x′ = −ωAsin(ωt + φ)

2. Gia tốc

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

a = v′= −ω2Acos(ωt + φ)

= −ω2x

Vectơ gia tốc luôn luôn hướng về vị trí thăng bằng và bao gồm độ mập tỉ lệ với độ khủng của li độ.

Tại địa chỉ biên, vận tốc bằng 0, còn gia tốc gồm độ to cực đại. Trên vị trí cân nặng bằng, gia tốc bởi 0, còn vận tốc bao gồm độ phệ cực đại.

Xem thêm: Tính Khoảng Cách Từ 1 Điểm Đến 1 Mặt Phẳng Trong Không Gian, Khoảng Cách Từ 1 Điểm Đến Mặt Phẳng Trong Oxyz

V. Đồ thị của dao động điều hòa

Đồ thị của dao động điều hòa là một mặt đường hình sin.