Dao Động Toàn Phần Và Những Lý Thuyết Quan Trọng

Dao động tổng hợp là một định nghĩa nhỏ trong chương trình vật lý lớp 12. Có vẻ như đây là khái niệm bị bỏ qua nhiều nhất trong chương trình giảng dạy và ít người chú ý đến nó thực sự là gì. Vì vậy, hôm nay Kien Guru muốn chia sẻ với các bạn tò mò về bản chất của rung động? Và tại sao nó được gọi là toàn bộ? Hãy bắt đầu với:

I. Định nghĩa dao động tổng hợp và các lý thuyết liên quan

Khi bạn gảy dây đàn guitar, âm thanh phát ra có âm sắc đều và kéo dài. Mỗi rung động kế tiếp có cùng thời lượng với rung động trước đó. Chuyển động tuần hoàn được định nghĩa là chuyển động được lặp lại theo những khoảng thời gian đều đặn, chẳng hạn như được biểu diễn bằng dây đàn ghi ta hoặc bằng một vật trên lò xo chuyển động lên xuống. Và mỗi lần chuyển động thực hiện hết một chu kì của nó ta gọi đó là dao động toàn phần. Thời gian để hoàn thành một dao động toàn phần là không đổi và được gọi là chu kỳ T. Đơn vị của nó thường là giây, nhưng có thể là bất kỳ đơn vị thời gian nào cho thuận tiện. Thời lượng từ dùng để chỉ thời gian cho một số sự kiện dù có lặp lại hay không; nhưng chúng ta sẽ quan tâm chủ yếu đến chuyển động tuần hoàn, theo định nghĩa được lặp đi lặp lại. Một khái niệm liên quan chặt chẽ đến thời kỳ là tần suất của một sự kiện.

Ví dụ: nếu bạn nhận lương hai lần một tháng, tần suất thanh toán là hai lần một tháng và khoảng cách giữa các lần thanh toán sẽ là hai tuần một lần. Tần suất f được định nghĩa là số lượng sự kiện trong một đơn vị thời gian. Đối với chuyển động tuần hoàn, tần số là số lần dao động trong một đơn vị thời gian. Mối quan hệ giữa tần số và thời gian là:

Đơn vị SI cho tần số là chu kỳ trên giây, được định nghĩa là hertz (Hz):

Một chu kỳ là một dao động toàn phần. Lưu ý rằng một rung động có thể là một sự kiện đơn lẻ hoặc nhiều sự kiện, trong khi các dao động thường lặp lại trong một số khoảng thời gian đáng kể.

Chúng ta có thể sử dụng các công thức được trình bày trong mô-đun này để xác định cả tần số dựa trên dao động đã biết và dao động dựa trên tần số đã biết. Hãy thử một ví dụ của mỗi.

– Một thiết bị hình ảnh y tế tạo ra siêu âm bằng cách dao động với khoảng thời gian 0,400. Tần số của dao động này là bao nhiêu? – Tần số của âm trung C trên một nhạc cụ thông dụng là 264 Hz. Thời gian để một dao động toàn phần là bao nhiêu?

Giải pháp cho cả hai câu hỏi 1 và 2 có thể được trả lời bằng cách sử dụng mối quan hệ giữa thời gian và tần suất. Trong câu 1, khoảng thời gian T được đưa ra và chúng ta được yêu cầu tìm tần số f. Trong câu 2, tần số f được đưa ra và chúng ta được yêu cầu tìm khoảng thời gian T.

Giải pháp cho Câu hỏi 1 Thay thế 0,400ms cho T trong

Giải cho f = 2,50 × 106 Hz.

Thảo luận về câu 1, tần số của âm thanh được tìm thấy trong câu 1 cao hơn nhiều so với tần số cao nhất mà con người có thể nghe được và do đó, được gọi là hạ âm. Các dao động thích hợp ở tần số này tạo ra sóng siêu âm được sử dụng cho các chẩn đoán y tế không xâm lấn, chẳng hạn như quan sát thai nhi trong bụng mẹ.

Lời giải cho câu hỏi 2 Xác định các giá trị đã biết:

Thời gian thực hiện một dao động toàn phần là chu kì T:

Suy ra T:

Thay thế giá trị đã cho cho tần số vào biểu thức kết quả:

Thảo luận về câu 2, khoảng thời gian được tìm thấy trong câu 2 là thời gian trên mỗi chu kỳ, nhưng giá trị này thường được trích dẫn đơn giản là thời gian theo đơn vị thuận tiện (ms hoặc mili giây trong trường hợp này). ).

II. Bài tập dao động toàn phần

1. Chu kỳ của năng lượng điện 60 Hz là gì? 2. Nếu nhịp tim của bạn là 150 nhịp/phút khi tập thể dục gắng sức, thì mỗi nhịp dài bao nhiêu giây? 3. Tìm tần số của một âm thoa cần 2,50 × 10−3 giây để thực hiện xong một dao động. 4. Một ống phóng xạ được đặt để nhấp nháy cứ sau 8,00 × 10−5 s. Tần số của đèn flash là gì? 5. Một chiếc lốp có hoa văn cứ sau 2,00 cm lại có một vết nứt. Mỗi kẽ hở tạo ra một rung động độc đáo khi lốp xe di chuyển. Tần số của những dao động này là bao nhiêu nếu ô tô đang chuyển động với tốc độ 30,0 m/s? 6. Ứng dụng kỹ thuật. Mỗi pít-tông động cơ tạo ra âm thanh sắc nét của mọi cuộc cách mạng động cơ khác.

(a) Một chiếc xe đua sẽ chạy với tốc độ bao nhiêu nếu động cơ tám xi-lanh của nó phát ra âm thanh 750 Hz, với điều kiện là động cơ quay 2000 vòng/km?

(b) Động cơ quay bao nhiêu vòng/phút?

III. Đáp án bài tập dao động tổng hợp

1. 16,7 ms 2. 0,400 giây/nhịp 3. 400 Hz 4. 12.500 Hz 5. 1,50 kHz 6. (a) 93,8 m/s; (b) 11,3 × 103 vòng/phút

Vậy là chúng ta đã cùng nhau đi qua đỉnh của dao động toàn phần. Một kiến ​​thức tưởng chừng như đơn giản nhưng lại đầy tính học búa và thử nghiệm phải không nào? Có thể nói, khối lượng kiến ​​thức khổng lồ của các môn học trên giảng đường không thể truyền tải hết trong những tiết học ngắn. Vì vậy, đôi khi có những lý thuyết rất thú vị trượt qua và không bao giờ quay trở lại. Hãy cùng Trường THPT Nguyễn Quán Nho khám phá những lý thuyết thú vị này trong những bài viết tiếp theo nhé!

Bạn thấy bài viết Dao Động Toàn Phần Và Những Lý Thuyết Quan Trọng có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Dao Động Toàn Phần Và Những Lý Thuyết Quan Trọng bên dưới để Trường THPT Nguyễn Quán Nho có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: thptnguyenquannho.edu.vn của Trường THPT Nguyễn Quán Nho

Nhớ để nguồn bài viết này: Dao Động Toàn Phần Và Những Lý Thuyết Quan Trọng của website thptnguyenquannho.edu.vn

Chuyên mục: Giáo dục