Dao động điều hòa là gì? Phương trình của dao động điều hòa là gì?
Dao động điều hòa là gì? Dưới đây là khái niệm và những phương trình cơ bản liên quan đến dao động điều hòa sẽ giúp bạn dễ dàng hình dung và nắm bắt những kiến thức.
1. Định nghĩa về Dao động Điều hòa
Khái niệm Dao động cơ học: Là việc chuyển động của vật lặp đi lặp lại quanh một vị trí xác định. Vị trí xác định đó được gọi là vị trí cân bằng
Ví dụ về dao động: Bông hoa lay động khi có gió nhẹ tác động, dây đàn rung lên khi nghệ sỹ gảy đàn, …
Khái niệm Dao động điều hòa:
Dao động điều hòa là gì? Dao động điều hòa là dao động có quỹ đạo là một đoạn thẳng và có li độ là một hàm sin hay cosin theo thời gian.
Dao động điều hòa là gì? Đồ thị của dao động điều hòa
Hình 1 (Example 1) và hình 2 (Example 2) là 2 ví dụ cụ thể cho dao động điều hòa trong thực tế. Hình 1 là con lắc lò xo. Hình 2 là con lắc xoắn.
Hình ở giữa: là ví dụ minh họa cho dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Vị trí cân bằng là vị trí của vật m khi nó còn đứng yên được đánh dấu bằng đoạn ——. Vị trí bên trên là vị trí cao nhất của vật; vị trí biên dưới là vị trí thấp nhất của vật.
Ví dụ về dao động điều hòa
2. Phương trình động lực học của dao động điều hòa đơn giản
2.1 Phương trình li độ có dạng chuẩn (thường dùng) là:
Trong đó
2.2 Chu kỳ
Là khoảng thời gian ngắn nhất để một trạng thái dao động được lặp lại như cũ (cũng chính là khoảng thời gian mà vật thực hiện được một dao động), ký hiệu là T, đơn vị là giây (s)
2.3 Tần số
Là số dao động mà vật thực hiện được trong một giây, bằng nghịch đảo của chu kỳ, ký hiệu là f, đơn vị là Hz.
2.4 Vận tốc trong dao động điều hòa là đạo hàm của li độ x theo t: v = x’
Hệ thức độc lập trong dao động điều hòa: Vì vận tốc v là li độ x của dao động điều hòa vuông pha nhau nên giữa v và x có hệ thức độc lập (chứng minh được bằng cách bình phương tỉ số x/A rồi cộng với bình phương của tỉ số v/vmax)
➤ Xem thêm: Những đặc điểm và ứng dụng của quang phổ vạch phát xạ
2.5. Gia tốc trong dao động điều hòa là đạo hàm bậc 2 của li độ x theo t: a = x”
Dễ dàng chứng minh được rằng dù phương trình li độ có dạng sin hay dạng cos thì quan hệ giữa gia tốc và li độ là
Gia tốc trong dao động điều hòa có độ lớn cực đại khi vật ở một trong hai vị trí biên (x = + A hoặc x = – A).
Chú ý: Vì gia tốc a cũng vuông pha với vận tốc v nên giữa a và v cũng có hệ thức độc lập
2.7 Lực kéo về: Fkv = m.a trong đó a là gia tốc của vật. Fkv là đại lượng đại số.
Hy vọng bài viết trên mang lại cho bạn những thông tin bổ ích. Giúp bạn giải đáp được Dao động điều hòa là gì? Phương trình của dao động điều hòa là gì? Chúc các bạn học tập tốt.
