Vật Lý

Cách Tính Pha Ban Đầu Trong Dao Động Điều Hòa

Phương pháp & Ví dụ

1. Biểu diễn dao động điều hòa bằng véc-tơ quay

1Ms3SS8xUz0crN g9mNjtyC8tmgBhbYD7cMXkoK3iKGU e8FrbbDKBZ23KAV8JUG4Zis1KpB puhFUs 4 NrJb4e807 K B0Rh6aRi1g ZWNx9legrsD N 8DFynnsWVQ9wONLmGQD jiiu1Wu7eE8k

Xét một vector quay ngược chiều kim đồng hồ quanh gốc O với các đặc điểm sau:

– Độ dài vector là A.

– Tốc độ quay là ω.

– Ban đầu, vector hợp với trục Ox một góc φ.

Lúc này, hình chiếu P của đầu mút vector lên trục Ox sẽ biểu diễn một dao động điều hòa theo phương trình: x=Acos(ωt+ϕ).

2. Tổng hợp 2 dao động điều hòa cùng phương và cùng tần số.

Khi một vật đồng thời tham gia vào nhiều dao động cùng tần số, dao động của nó là dao động tổng hợp. Giả sử vật tham gia đồng thời hai dao động:

x1 = A1cos(ωt + φ1)

x2 = A2cos(ωt + φ2)

LL1mXXp2H4xJDj qxwORk0 CHNPESn n 79FJhS8IP1Qp1J 28kr2msO6Gk2ujrcro9fCzlCdlUtpdBKYBOK0ZbPr40UnUtbZI1P0Qs6jhwKXBprNEIPltucYaGd plPI ZET6BOomTem

Nếu biên độ khác nhau, ta nên sử dụng phương pháp biểu diễn vector quay để tổng hợp các dao động điều hòa cùng phương và cùng tần số.

Phương pháp véc tơ quay:

A2 = A12 + A22 + 2A1A2cos(φ2 – φ1)

4 cRA9HxsSqXL F1eX1EhI9jpW3JNSgPPrKvJFgfjrC5

Nếu véc tơ :

• Cùng pha ⇒Amax = A1 + A2, φ = φ1 = φ2.

• Ngược pha ⇒Amin = |A1 – A2|. Nếu A1 > A2 ⇒φ = φ1; nếu A1 < A2 ⇒ φ = φ2.

• Vuông pha ⇒ A2 = A12 + A22.

• Khi A1 và A2 xác định, φ1 và φ2 chưa biết, ta luôn có |A1 – A2| ≤ A ≤ |A1 + A2|

Xác định vị trí của chất điểm dao dao động điều hòa thông qua trạng thái dao động điều hòa

Xác định trạng thái dao động tương đương với việc xác định:

– Vị trí của chất điểm dao động điều hòa.

– Chiều chuyển động của chất điểm dao động điều hòa.

W7rkZoyuTrXM8rjULveKxDlq0TgLp5YSVVwMbaZC0JvqmMv2zGjyw23I2FGm ah1QAiBuUW8cWK8Gi2Aon3HyQosjT6 CF6meUVj54

Pha dao động trong dao động điều hòa bị giới hạn trong đoạn [-π;π]

Lưu ý điểm pha π ≡ -π (hai điểm pha này trùng nhau)

Φ ∈ (0; π) → Φ > 0: vật chuyển động từ + A → – A → v < 0 → vật chuyển động theo chiều âm

Φ ∈ (-π; 0) → Φ < 0: vật chuyển động từ – A → + A → v < 0 → vật chuyển động theo chiều dương

Tư duy ngược:

Vật chuyển động theo chiều âm → Φ > 0 (hoặc φ > 0) + v < 0

Vật chuyển động theo chiều dương → Φ < 0 (hoặc φ < 0) + v < 0

Kết luận

Trong dao động điều hòa, việc xác định pha ban đầu là rất quan trọng để hiểu rõ trạng thái và hướng chuyển động của chất điểm. Bằng cách áp dụng các kiến thức về mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều, ta có thể dễ dàng xác định vị trí và chiều chuyển động của chất điểm. Hy vọng với hướng dẫn trên, bạn đã nắm vững cách tính pha ban đầu và có thể áp dụng vào các bài toán thực tế một cách hiệu quả.

Xem thêm:

Related Articles

Back to top button