Dao động tuần hoàn là gì?

Dao động là sự lặp đi lặp lại nhiều lần một trạng thái của một vật nào đó. Trong cơ học, dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân bằng. Vậy Dao động tuần hoàn là gì? Cùng Toploigiai tìm hiểu rõ hơn về trong phần nội dung dưới đây nhé!

1. Dao động tuần hoàn là gì?

Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau xác định.

2. Dao động tự do (dao động riêng), Chu kì, tần số của dao động

 -  Là dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng chỉ của nội lực.

 - Là dao động có tần số (tần số góc, chu kỳ) chỉ phụ thuộc các đặc tính của hệ không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài. Khi đó: ω gọi là tần số góc riêng; f gọi là tần số riêng; T gọi là chu kỳ riêng.

Chu kì, tần số của dao động điều hòa

 - Chu kì T của dao động điều hòa là khoảng thời gian để thực hiện một dao động toàn phần; đơn vị giây (s).

  Với N là số dao động toàn phần vật thực hiện được trong thời gian t.

 - Tần số f của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây; đơn vị héc (Hz).

3. Dao động điều hòa là gì? Phương trình dao động điều hòa

 Dao động điều hòa là dao động trong đó li đô (vị trí) của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian.

Phương trình dao động điều hòa.

    Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng từ -A đến A luôn có thể coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều với tốc độ góc ω, trên đường tròn có đường kính là đoạn thẳng đó.

Chứng minh:

Giả sử t = 0 vật ở vị trí M0 được xác đinh bằng góc φ

Tại thời điểm 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.

Trong đó:

x: Li độ của vật.

A: Biên độ của vật ( giá trị lớn nhất của li độ).

ω: tốc độ góc trong chuyển động tròn đều hay tần số góc trong dao động điều hòa.

ωt + φ: pha dao động tại thời điểm t.

φ: pha ban đầu ( pha dao động tại thời điểm ban đầu).

>>> Xem thêm: Công thức tổng hợp dao động điều hòa?

4. Tìm li độ và hướng chuyển động

Vật chuyển động về vị trí cân bằng là nhanh dần (không đều) và chuyển động ra xa vị trí cân bằng là chậm dần (không đều).

Cách 1:

+ v(t₀) > 0: Vật đi theo chiều dương (x đang tăng).

+ v(t₀) < 0: Vật đi theo chiều âm (x đang giảm).

Cách 2:

Xác định vị trí trên vòng lượng giác ở thời điểm t₀: ϕ = ωt₀ + φ.

+ Hạ M xuống trục Ox ta được vị trí của vật ở thời điểm t₀.

+ Nếu véctơ quay thuộc nửa trên vòng tròn lượng giác thì hình chiếu chuyển động theo chiều âm (li độ đang giảm).

+ Nếu véctơ quay thuộc nửa dưới vòng tròn lượng giác thì hình chiếu chuyển động theo chiều dương (li độ đang tăng).

Vậy li độ dao động điều hòa: x = A.cosϕ(t₀) = A.cos(ωt₀ + φ)

Vận tốc dao động điều hòa: v = x’ = -ωAsin ϕ(t₀) = - ωAsin(ωt₀ + φ).

>>> Xem thêm: Các dạng bài tập Dao đông điều hòa

----------------------

Trên đây Toploigiai đã cùng các bạn tìm hiểu về Dao động tuần hoàn là gì. Chúng tôi hi vọng các bạn đã có kiến thức hữu ích khi đọc bài viết này, chúc các bạn học tốt!