Trang chủ > Lớp 12 > Giải BT Vật Lí 12 nâng cao > Bài 11: Dao động cưỡng bức cộng hưởng - Giải BT Vật Lí 12 nâng cao

Bài 11: Dao động cưỡng bức cộng hưởng - Giải BT Vật Lí 12 nâng cao

Bài C1 (trang 53 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Hãy nêu tất cả các lực tác dụng lên vật trong dao động cưỡng bức.

Bài giải:

Các lực tác dụng lên vật trong dao động cưỡng bức đó là: Ngoại lực tuần hoàn, trọng lực, lực đàn hồi, lực ma sát, lực cản của môi trường.

Câu 1 (trang 56 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Thế nào là sự cộng hưởng? Sự cộng hưởng có lợi hay có hại?

Bài giải:

- Khái niệm: Sự cộng hưởng là hiện tượng xảy ra trong dao động cưỡng bức khi một vật dao động được kích thích bởi một ngoại lực tuần hoàn có cùng tần số với dao động riêng của nó làm cho biên độ dao động cưỡng bức tăng một cách đột ngột.

Khi đó: f = f0 hay ω = ω0 hay T = T0. Với f, ω, T và f0, ω0, T0 là tần số, tần số góc, chu kỳ của lực cưỡng bức và của hệ dao động. Biên độ của cộng hưởng phụ thuộc vào lực ma sát, biên độ của cộng hưởng lớn khi lực ma sát nhỏ và ngược lại.

- Sự cộng hưởng có lợi và cũng có hại.

+ Hiện tượng cộng hưởng có rất nhiều ứng dụng trong thực tế,

Ví dụ: Chế tạo tần số kế, lên dây đàn…

+ Trong một số trường hợp, hiện tượng cộng hưởng có thể dẫn đến kết quả làm gãy, vỡ các vật bị dao động cưỡng bức.

Câu 2 (trang 56): Việc tạo nên dao động cưỡng bức khác với việc tạo nên dao động duy trì như thế nào?

Bài giải:

+ Dao động cưỡng bức được xảy ra dưới tác dụng của một ngoại lực có tần số góc Ω, khi ổn định, dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.

+ Dao động duy trì cũng được xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực, nhưng ngoại lực ở đây được điều khiển để có tần số góc ω bằng tần số góc ω0 của dao độg riêng của hệ.

Bài 1 (trang 56 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc

A. Pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.

B. Biên độ ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.

C. Hệ số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật.

D. Hệ số lực cản (của ma sát nhớt) tác dụng lên vật dao động.

Bài giải:

Đáp án đúng là: A

+ Biên độ của dao động cưỡng bức tăng nếu biên độ ngoại lực (cường độ lực) tăng và ngược lại.

+ Biên độ của dao động cưỡng bức giảm nếu lực cản môi trường tăng và ngược lại.

+ Biên độ của dao động cưỡng bức tăng nếu độ chênh lệch giữa tần số của ngoại lực và tần số dao động riêng giảm.

Bài 2 (trang 56): Một xe ô tô chạy trên đường, cứ cách 8m lại có một cái mô nhỏ. Chu kì dao động tự do của khung xe trên các lò xo là 1,5s. Xe chạy với vận tốc nào thì bị rung nhất?

Bài giải:

Xe bị rung nhất khi chu kỳ dao động riêng của khung xe trên các lò xo (cộng hưởng) bằng chu kỳ ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên khung.

Triêng = 1,5s = Tngoại lực = d/v

Vận tốc của xe khi đó là: v = d/Triêng = 8/1,5 = 16/3 m/s = 19,2 km/h.