Dao động điều hòa là nội dung quan trọng trong Khóa học Lý 12. Trong nội dung bài viết tại chỗ này, Marathon san sớt tới các em lý thuyết về khái niệm, phương trình, các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa và các dạng bài tập liên quan đến chủ đề này. Các em hãy theo dõi nội dung bài viết nhé.

Bạn Đang Xem: Dao Động Điều Hòa Là Gì? Công Thức Và Bài Tập Dao Động Điều Hòa Lý 12

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Và Bài Tập Con Lắc Lò Xo Lý 12 Đầy Đủ Và Chi Tiết

Dao động cơ là gì? Dao động tuần hoàn là gì?

Dao động cơ là dao động mà vật chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt quan trọng được gọi là vị trí cân bằng.

Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái của vật được tái diễn như cũ sau những khoảng tầm thời kì bằng nhau xác định.

>>> Xem thêm: Thế Năng Là Gì? Công Thức Tính Thế Năng Trọng Trường Và Thế Năng Đàn Hồi

Dao động điều hòa là gì?

Trong phần lý thuyết, ta sẽ tìm hiểu về khái niệm, phương trình, các đại lượng đặc trưng của dao động điều hoà.

Khái niệm dao động điều hòa

Dao động điều hòa là dao động tuần hoàn mà phương trình trạng thái được trình diễn dưới dạng các hàm điều hoà (sin hoặc cosin). Thời kì vật thực hiện một dao động toàn phần là một chu kỳ luân hồi T. Số dao động toàn phần vật thực hiện được trong 1s là tần số f.

Từ đó, ta có công thức sau:

Trong công thức này, dao động cơ chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng, ví dụ như chuyển động đung đưa của chiếc lá, chuyển động của con lắc đồng hồ thời trang…

Xem Thêm : Những Điều Cần Biết Về Âm Thanh

>>> Xem thêm: Con Lắc Đơn – Lý Thuyết, Công Thức Và Bài Tập Minh Họa

Phương trình dao động điều hòa

Khi một điểm bất kỳ P. dao động điều hòa trên một đoạn thẳng từ P1 đến P2, ta luôn có thể coi điểm P. đó là hình chiếu của một điểm M tương ứng chuyển động tròn đều với tốc độ góc ω, trên tuyến phố tròn có đường kính là đoạn thẳng P2P1.

Giả sử t = 0, vật ở vị trí M0 được xác định bằng góc φ.

Tại thời khắc t, vị trí của M là (ωt + φ).

Khi đó hình chiều P. của M có tọa độ x = A cos⁡(ωt + φ).

Phương trình trên được gọi là phương trình của dao động điều hòa.

Với:

• x: Li độ của vật (đơn vị là m hoặc cm)
• A: Biên độ của vật (giá trị lớn số 1 của li độ) (đơn vị là m hoặc cm)
• ω: Tốc độ góc trong chuyển động tròn đều (hoặc tần số góc trong dao động điều hòa) (đơn vị là rad/s)
• ωt + φ: Pha dao động tại thời khắc t
• φ: Pha lúc đầu (pha dao động tại thời khắc lúc đầu) (đơn vị là rad)

Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa

Trong dao động điều hoà, các em cần nắm vững các đại lượng đặc trưng gồm chu kì, tần số dao động, tần số góc, véc tơ vận tốc tức thời, gia tốc dao động điều hòa.

Chu kì

Chu kì là khoảng tầm thời kì để vật thực hiện được một dao động toàn phần.

Đơn vị của chu kì là s (giây).

Tần số dao động

Xem Thêm : Công thức tính vận tốc trung bình dễ nhớ nhất 2023

Tần số f là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây.

Đơn vị của tần số là Hz (héc)

Tần số góc

Tần số góc ω là đại lượng liên hệ với chu kì T hay với tần số f qua hệ thức tại chỗ này.

• Đơn vị của tần số góc là rad/s.
• Một chu kì dao động vật hoang dã đi được quãng đường là S = 4A.
• Chiều dài quỹ đạo chuyển động của vật là L = 2A.

Véc tơ vận tốc tức thời dao động điều hòa

Gia tốc

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Lý 10: Sự Rơi Tự Do Và Cách Giải Bài Tập Sự Rơi Tự Do

Quan hệ giữa li độ (x), véc tơ vận tốc tức thời (v) và gia tốc (a)

Bài tập dao động điều hòa

Bài tập 1: Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một quỹ đạo thẳng dài 14 cm với chu kì 1 s. Từ thời khắc vật qua vị trí có li độ 3,5 cm theo chiều dương đến khi gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu lần thứ hai, vật có tốc độ trung bình là bao nhiêu?

Lời giải:

Bài tập 2: Một vật nhỏ khối lượng 200 g dao động điều hòa với tần số 0,5 Hz. Khi lực kéo về tác dụng lên vật là 0,1 N thì động năng của vật có mức giá trị 1 mJ. Lấy π2 = 10. Tính tốc độ của vật khi đi qua vị trí cân bằng.

Lời giải:

Tham khảo ngay các khoá học trực tuyến của Marathon Education

Trên đây là bài tổng hợp toàn bộ tri thức về chủ đề dao động điều hòa và một số bài tập minh hoạt liên quan. Team Marathon Education hy vọng nội dung bài viết này sẽ giúp các em nắm vững lý thuyết cũng như biết phương pháp vận dụng công thức để giải bài tập nhanh chóng. Các em hãy theo dõi website Marathon để học trực tuyến trực tuyến nhiều tri thức Toán – Lý – Hóa – Văn hữu dụng khác. Chúc các em học hành tiến bộ và luôn đạt điểm trên cao!