Bài giảng Vật lý đại cương 2: Chương 2 - TS. Phạm Thị Hải Miền có nội dung gồm 2 phần: phần A trình bày về dao động cơ, dao động điều hòa, dao động tắt dần, dao động cưỡng bức; phần B trình bày về sóng cơ, sóng âm, sóng dừng . Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung tài liệu. | CHƢƠNG 2 DAO ĐỘNG SÓNG A. DAO ĐỘNG CƠ 1. Dao động điều hòa . 2. Dao động tắt dần. 3. Dao động cƣỡng bức. B. SÓNG CƠ 1. Sóng cơ. 2. Sóng âm. 3. Sóng dừng. 1 A1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 2 Xét con lắc lò xo gồm quả cầu m gắn vào lò xo chiều dài L và độ cứng k. Kéo m ra khỏi vị trí cân bằng O một đoạn x xuất hiện lực đàn hồi Fñh Áp dụng định luật 2 Newton F ma kx ma mx 2 d x kx m 2 k dt Đặt 02 m d2x 2 Phương trình vi phân 2 0x 0 - của dao động cơ điều hòa dt Nghiệm của phương dao động cơ điều hòa x A0 cos 0t A0 0 - biên độ tần số góc pha ban đầu của dao động. 2 m 0t và - T0 2 - pha và chu kỳ dao động. 0 k 3 x A0 cos 0t Độ dời của vật m dx v 0 A 0 sin 0t Vận tốc của vật dt d2x a 2 02 A 0 cos 0 t 02 x Gia tốc của vật dt mv2 1 Wñ m 02 A02 sin 2 0 t Động năng 2 2 kx 2 1 2 Wt kA0 cos 2 0 t Thế năng 2 2 1 2 W Wd Wt kA0 const Cơ năng bảo toàn 2 Động năng và thế năng trong dao động điều hòa biến đổi tuần hoàn và chuyển hóa lẫn nhau nhưng cơ năng luôn bảo toàn. 4 DAO ĐỘNG CƠ ĐIỀU HÒA CỦA CON LẮC VẬT LÝ Con lắc vật lý là một vật rắn khối lượng m quay không ma sát quanh một trục ngang cố định đi qua điểm treo của nó. Kéo con lắc khỏi VTCB góc nhỏ α. Lực Pt tạo momen quay làm con lắc quay quanh trục ngang qua O. M I Pt .OG I mgd mg d I 0 I mgd Đặt 0 I 0 0 - PT dao động điều hòa con lắc. 2 2 I T0 2 - Chu kì dao động. 0 mgd Với I - mômen quán tính của con lắc đối với trục quay qua O. d khoảng cách từ khối tâm con lắc đến trục quay. 5 DAO ĐỘNG CƠ ĐIỀU HÒA CỦA CON LẮC ĐƠN Con lắc đơn gồm một quả cầu nhỏ khối lượng m xem như chất điểm treo vào một sợi dây dài l không dãn không khối lượng. Giải bài toán con lắc đơn tương tự như con lắc vật lý. Momen quán tính của con lắc đơn I ml 2 l T0 2 g 6 BÀI TẬP VÍ DỤ 1 Chất điểm m nằm trong trường lực có thế năng U U 0 1 cos x U 0 const Tìm chu kì dao động nhỏ của m. Hƣớng dẫn giải dU Lực thế tác dụng lên m F U 0 sin x U 0 2 x dx PT dao động điều hòa của m F ma U 0 2 x mx U 0 2 x x 0 m U 0 2 2 m T m U0 7 BÀI TẬP VÍ DỤ 2 Một thanh mảnh đồng chất .
