Giải bài 5 vật lí 12: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen
Trong các bài học trước, KhoaHoc đã cùng các bạn tìm hiểu các loại dao động. Ở bài học này, KhoaHoc xin giới thiệu đến các bạn cách tổng hợp dao động điều hòa cùng phương cùng tần số. Hi vọng đây sẽ là bài học bổ ích giúp các bạn học sinh có thể nắm chắc được kiến thức cũng như vận dụng vào làm bài tập.
A. Lý thuyết
I. Vectơ quay
Ta có thể biểu diễn phương trình của một dao động điều hòa bằng một vectơ quay.
Đặc điểm:
- Gốc: Tại gốc tọa độ của trục Ox.
- Độ dài: bằng biên độ dao động,
- Hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu .
II. Phương pháp giản đồ Fre-nen
Để tìm dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số ta có thể sử dụng giản đồ Fres-nen.
Cách làm:
Xét 2 dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số sau:
Bước 1: Biểu diễn hai li độ của hai dao động tại thời điểm ban đầu bằng hai vectơ và $\overrightarrow{OM_{2}}$.
Bước 2: Vectơ tổng của hai vectơ và $\overrightarrow{OM_{2}}$ là vectơ $\overrightarrow{OM}$. Đây chính là vectơ biểu diễn dao động tổng hợp.
Biên độ:
Pha ban đầu:
Nếu (cùng pha), $n \in Z$ thì biên độ dao động là lớn nhất, $A = A_{1} + A_{2}$.
Nếu (ngược pha), $n \in Z$ thì biên độ dao động là nhỏ nhất, $A = \left |A_{1} - A_{2} \right |$.
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Kiến thức thú vị
Câu 1: SGK Vật lí 12, trang 25
Nêu cách biểu diễn một dao động điều hòa bằng một vectơ quay.
Câu 2: SGK Vật lí 12, trang 25
Trình bày phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số.
Câu 3: SGK Vật lí, trang 25:
Nêu ảnh hưởng của độ lệch pha đến biên độ dao động tổng hợp trong các trường hợp:
a, Hai dao động thành phần cùng pha.
b, Hai dao động thành phần ngược pha.
c, Hai dao động thành phần có pha vuông góc.
Câu 4: SGK Vật lí 12, trang 25:
Chọn đáp án đúng.
Hai dao động là ngược pha khi:
A. .
B. .
C. .
D. .
Câu 5: SGK Vật lí, trang 25:
Xét một vectơ quay có những đặc điểm sau:
- Có độ lớn bằng hai dơn vị chiều dài.
- Quay quanh O với tốc độ góc 1 rad/s.
- Tại thời điểm t = 0, vectơ hợp với trục Ox một góc 300.
Hỏi vec tơ quay biểu diễn phương trình của dao động điều hòa nào?
A. .
B. .
C. .
D. .
Câu 6: SGK Vật lí 12, trang 25:
Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số góc rad/s, với các biên độ:
cm, $A_{2} = \sqrt{3}$ cm và các pha ban đầu tương ứng $\varphi _{1} = \frac{\pi }{2}$ và $\varphi _{2} = \frac{5\pi }{6}$.
Tìm phương trình dao động tổng hợp của hai dao động trên.
Xem thêm bài viết khác
- Sự biến thiên của dòng điện I trong một mạch dao động lệch pha như thế nào so với sự biến thiên của điện tích q của một bản tụ điện?
- Trên một bóng đèn có ghi 220 V 100W, nối đèn ấy vào mạng điện xoay chiều có U = 220 V. Xác định:
- Giải câu 13 bài 30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng sgk vật lí 12 trang 158
- Giải câu 9 trang 74 sgk: Điện áp
- Câu 2 trang 55 sgk: Sóng âm là gì?
- Cho mạch điện trên hình 15.2, trong đó L là một cuộn cảm thuần, điện áp hai đầu mạch
- Trong quang phổ vạch phát xạ của hidro, ta thấy vạch lam nằm bên phải vạch chàm. Vậy các vạch đỏ và vạch tím nằm như thế nào?
- Máy biến áp là gì? Nêu cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp Vật lý lớp 12
- Một máy biến áp lý tưởng có hai cuộn dây lần lượt có 10 000 vòng và 200 vòng.
- Sóng cơ là gì? câu 1 trang 40 bài sóng cơ và sự truyền sóng cơ
- Giải câu 4 trang 79 sgk: Mạch điện xoay chiều gồm có R = 20
- Trên một đèn có ghi 100V – 100W. Mạch điện sử dụng có U = 110V