Giải vật lí 12 bài 4: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức

Câu 1: Nêu đặc điểm của dao động tắt dần...

Nêu đặc điểm của dao động tắt dần. Nguyên nhân của nó là gì?

Đặc điểm của dao động tắt dần:

• Biên độ: Giảm dần theo thời gian.
• Chu kì, tần số: Chu kì và tần số riêng của hệ.

Nguyên nhân của dao động tắt dần: Do lực ma sát.

Câu 2: Nêu đặc điểm của dao động duy trì....

Nêu đặc điểm của dao động duy trì.

Đặc điểm của dao động duy trì là:

• Tần số: Tần số dao động riêng của hệ.
• Biên độ: Bằng với biên độ dao động tự do của hệ.
• Năng lương: Sau mỗi một chu kì, hệ được bổ sung một phần năng lượng đúng bằng năng lượng mất đi của hệ

Câu 3: Nêu đặc điểm của dao động cưỡng bức...

Nêu đặc điểm của dao động cưỡng bức.

Đặc điểm của dao động cưỡng bức:

• Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.
• Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức và độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số dao động riêng của hệ.

Câu 4: Hiện tượng cộng hưởng là gì? Nêu...

Hiện tượng cộng hưởng là gì? Nêu điều kiện để có cộng hưởng. Cho một ví dụ.

Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f₀ của hệ dao động.

Điều kiện cộng hưởng: f = f₀.

Ví dụ: Cộng hưởng ở hộp cộng hưởng của đàn guitar, violon,...

Giải câu 5: Một con lắc dao động tắt dần. Cứ sau...

Một con lắc dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kì, biên độ giảm 3 %. Phần năng lườn của con lắc bị mất đi trong một dao động toàn phần là bao nhiêu?

A. 3%

B. 9%

C. 4,5%

D. 6%

Chọn đáp án D.

Giải thích:

Năng lượng dao đông của con lắc ở chu kì thứ n là: $W = \frac{1}{2}.k.A^{2}$

Năng lượng dao động của con lắc ở chu kì thứ (n + 1) là: $W' = \frac{1}{2}.k.A'^{2}$

Với A' = 0,97 A. $\Rightarrow $ $\frac{W'}{W} = \frac{A'^{2}}{A^{2}} = 0,94$

Giải câu 6: Một con lắc dài 44 cm được treo vào...

Một con lắc dài 44 cm được treo vào trần của một toa xe lửa. Con lắc bị kích động mỗi khi bánh của toa xe gặp chỗ nối nhau của đường ray. Hỏi tàu chạy thẳng đều với tốc độ bằng bao nhiêu thì biên độ dao động của con lắc sẽ lớn nhất? Cho biết chiều dài của mỗi đường ray là 12,5 m.Lấy g = 9,8 $m/s^{2}$.

A. 10,7 km/h.

B. 34 km/h.

C. 106 km/h.

D. 45 km/h.

Chọn đáp án B.

Giải thích:

Chu kì dao động riêng của con lắc là: $T = 2\pi .\sqrt{\frac{l}{g}} = 2\pi .\sqrt{\frac{44.10^{-2}}{9,8}} \approx  1,33 (s)$

Để con lắc dao động với biên độ lớn nhất thì phải xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Điều này có nghĩa là T_{xe lửa}  = T₀  = 1,33 (s).

Trong đó, chu kì dao động của xe lửa chính là thời gian để đi hết một thanh ray S = 12,5 m

$\Rightarrow $ $T_{xe lửa} = \frac{S}{v} = 1,33$

$\Leftrightarrow $ $v = \frac{S}{T} = \frac{12,5}{1,33} \approx 9,4 (m/s) \approx 34 (km/h) $