Hầu như bất kỳ chuyển động nào cũng tạo ra ma sát, cản trở chuyển động bằng cách chuyển đổi năng lượng của vật thể thành nhiệt.

Ở ví dụ về con lắc lò xo, khi con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng thì ta có thế năng W=1/2 kA^2. Dao động càng nhiều thì biên độ của con lắc lò xo giảm dần và đến một lúc nào đó thì dừng lại. Nguyên nhân là do lực ma sát được chuyển thành nội năng giữa con lắc lò xo và giá đỡ. Cơ năng giảm nhưng độ cứng không đổi ta kết luận biên độ của con lắc giảm.

Bạn đang xem: Dao động tắt dần là dao động

=> Đây là trường hợp dao động tắt dần

Định nghĩa dao động tắt dần: Dao động tắt dần là dao động có biên độ (hoặc năng lượng) giảm dần theo thời gian do tác dụng của lực ma sát.

Lực ma sát càng nhỏ thì dao động tắt dần càng chậm và ngược lại.

Chú ý: dao động tắt dần theo thứ tự môi trường: không khí, nước, dầu,… càng nhanh (môi trường có khối lượng riêng càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh)

b) Ứng dụng:

Dao động tắt dần có thể vừa có lợi vừa có hại trong từng trường hợp cụ thể

Ví dụ về lợi ích: giảm xóc xe máy, đóng cửa tự động, v.v.

Một ví dụ tồi: Đồng hồ quả lắc dao động một lúc rồi dừng lại

2. Biến động ổn định

một định nghĩa

Nếu không muốn dao động tắt dần ta thực hiện dao động dài cho vật.

Định nghĩa: Dao động liên tiếp là dao động cung cấp cho vật một cơ năng bằng đúng như cơ năng mất đi sau mỗi chu kỳ.

Nguồn điện nằm bên trong hệ thống

b) Thuộc tính

Dao động duy trì có cùng tần số, chu kỳ và tần số góc với dao động điều hòa

Do đó ta có khái niệm dao động tự do: dao động chỉ chịu tác dụng của nội lực hay chu kì, còn tần số của vật chỉ phụ thuộc vào đặc điểm riêng của vật (ví dụ: con lắc lò xo)

Dao động duy trì còn gọi là dao động tự dao động. Bộ phận năng lượng nằm trong hệ thống, vì vậy khi chúng ta kích thích vật thể lần đầu tiên, vật thể sẽ tự dao động.

c) Ứng dụng: quả lắc đồng hồ,….

3. Dao động cưỡng bức

một định nghĩa:

Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của ngoại lực tuần hoàn F = Fo cos t (Trong các phần mềm thông dụng coi dao động cưỡng bức là dao động điều hòa). Fo là biên độ của ngoại lực, là tần số góc của ngoại lực

Ví dụ: Kéo con lắc lò xo rồi thả. Con lắc lò xo sẽ ​​dao động chậm dần đều, lúc này ta tác dụng lực do tay ta tạo ra vào con lắc. Khi đó dao động này gọi là dao động cưỡng bức, vì vật dao động phụ thuộc vào lực do tay ta tạo ra có tần số bằng tần số của ngoại lực.

=Ω

b) Thuộc tính

Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc và tỉ lệ thuận với Fo

|ω-Ω| Nó càng lớn thì A càng nhỏ và ngược lại.

4. Cộng hưởng

một định nghĩa:

Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ của dao động cưỡng bức cực đại khi tần số của ngoại lực bằng tần số của chính nó

Ví dụ: một con lắc lò xo có tần số góc 10 rad. Một thí nghiệm đã được tiến hành và người ta xác định được rằng ở tần số bằng 10 bậc độ lớn của ngoại lực thì biên độ của con lắc lò xo đạt cực đại.

Trong xây dựng, người ta rất chú trọng đến hiện tượng cộng hưởng. Mỗi vật thể đều có tần số riêng của nó, chẳng hạn khi xây một cây cầu mà xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì nó sẽ dễ bị sập vì dao động với biên độ lớn.

b) Thuộc tính

Khi biên độ cưỡng bức cực đại và ω=Ω => xảy ra hiện tượng cộng hưởng

c) Ứng dụng

Hiện tượng cộng hưởng có nhiều ứng dụng trong y học, điện, truyền hình và xây dựng. Có thể kể đến một số ứng dụng tiêu biểu như: Máy chụp cộng hưởng từ được sử dụng trong y học để chụp ảnh các cơ quan nội tạng của con người.

Hay các thiết bị thu sóng điện từ như đài, tivi sử dụng cộng hưởng để chọn lọc và khuếch đại các sóng điện từ có tần số thích hợp; Mạch khuếch đại tần số trung và cao sử dụng cộng hưởng để khuếch đại các âm tương ứng.

Tuy nhiên, cộng hưởng cũng có hại. Các hệ thống rung động như tòa nhà, khung xe, v.v., có tần số riêng. Cần phải sao cho các hệ thống này không tiếp xúc với các lực có tần số bằng tần số của chính chúng. Nếu không, các hệ thống này sẽ dễ dàng bị phá vỡ và sụp đổ.

Xem thêm: Đại học Tôn Đức Thắng Thông báo tuyển sinh TP.HCM 2020, Điểm thi Đại học Tôn Đức Thắng: trên 23

Ví dụ, vào thế kỷ 19, một quân đoàn Nga đều hành quân qua cầu, thật không may, tần suất bước chân của quân đoàn bằng với tần suất của chính cây cầu, và một tai nạn bất ngờ đã xảy ra. Kể từ đó, quân đội Nga không còn điều tiết khi đi qua cầu.