Bài 6 trang 21 SGK Vật lý 12

Bài 4: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức

Bài 6 (trang 21 SGK Vật lý 12)

Một con lắc dài 44 cm được treo vào trần của một toa xe lửa. Con lắc bị kích động mỗi khi bánh của toa xe gặp chỗ nối nhau của đường ray. Hỏi tàu chạy thẳng đều với vận tốc bằng bao nhiêu thì biên độ dao động của con lắc sẽ lớn nhất? Cho biết chiều dài của mỗi đường ray là 12,5 m. Lấy g = 9,8 m/s².

A. 10,7 km/h.                              B. 34 km/h.

C. 106 km/h.                               D. 45 km/h.

Lời giải

Đáp án B.

Con lắc dao động cưỡng bức mỗi khi toa xe đi qua chỗ nối hai thanh.

Tần số dao động là: 

Trong đó v là vận tốc của tàu, L là chiều dài của thanh

Biên độ  dao động của con lắc lớn nhất khi:

Kiến thức cần nhớ

- Khi không có ma sát con lắc dao động điều hòa với tần số riêng. Gọi là tần số riêng vì nó chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc.

- Dao động có biên độ giảm dần theo thơi gian gọi là dao động tắt dần. Nguyên nhân làm tắt dần dao động là do lực ma sát và lực cản của môi trường.

- Dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng gọi là dao động duy trì.

- Dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn gọi là dao động cưỡng bức. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.

- Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng dần lên đến giá trị cực đại khi tần số f₀ của lực cưỡng bức bằng tần số riêng f của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng.

- Điều kiện cộng hưởng: f=f₀

(SGK Vật lý 12 – Bài 4 trang 21)

Xem toàn bộ Giải bài tập Vật lý 12: Bài 4. Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức