Phương pháp & Ví dụ
1. Biểu diễn dao động điều hòa bằng véc-tơ quay
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)
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)
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.
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:
- Sự ra đời của vật lý thực nghiệm
- Sơ Đồ Tư Duy Lý 11 Chương 1
- Ký Hiệu Công Tắc 3 Cực Là Gì?
- Ký Hiệu Bên Là Linh Kiện Điện Tử Nào?
- Cầu Giao Hay Cầu Dao Thì Đúng Chính Tả?
Tốt nghiệp khoa sư phạm tiểu học, nhiều năm trực tiếp giảng dạy bậc tiểu học, cô rất hiểu tâm lý các em HS; lối truyền đạt kiến thức phù hợp với con trẻ. Với quan điểm “Giáo dục là vũ khí mạnh nhất để thay đổi cả thế giới” cô Huệ luôn cố gắng hết mình để truyền tải tri thức tới các em học sinh.
