Đại cương về dao động điều hòa




1. Các định nghĩa
a. Dao động cơ học
   Dao động cơ học là sự chuyển động của một vật quanh một vị trí xác đinh. Vị trí đó là vị trí cân bằng ( thường là vị trí đứng yên)
Ví dụ: Chiếc thuyền nhấp nhô tại chỗ neo, dây đàn ghita rung động, màng trống rung động....
b. Dao động tuần hoàn
- Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái của vật được lặp lại như cũ, theo hướng cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau xác định.
c. Dao động điều hòa
- Dao động điều hòa là dao động mà li độ của vật được biểu thị bằng hàm cos hay sin theo thời gian.
Để hiểu kỹ hơn kiến thức lý thuyết. Bạn đọc theo dõi bài giảng chi tiết của Thầy giáo: Phạm Quốc Toản - giáo viên giỏi và nổi tiếng luyện thi thpt quốc gia trên cả nước - Giáo viên thuộc Đại học sư phạm 




2. Phương trình dao động điều hòa
 Phương trình li độ:
- Phương trình dao động : image002.gif
Các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hòa :
         + x : li độ dao động hay độ lệch khỏi vị trí cân bằng. Đơn vị tính (cm, m..) 
         + A : Biên độ dao động hay li độ cực đại. Đơn vị tính (cm, m..) . Biên độ dao động luôn dương.
         + ω : tần số góc của dao động , đại lượng trung gian cho phép xác định chu kỳ và tần số dao động. Đơn vị tính (rad/s). 
         + φ : pha ban đầu của dao động (t = 0), giúp xác định trạng thái dao động của vật ở thời điểm ban đầu. Đơn vị tính (rad)
         +  (ωt + φ) : pha dao động tại thời điểm t, giúp xác định trạng thái dao động của vật ở thời điểm bất kỳ t. Đơn vị tính (rad)
Chú ý : Biên độ dao động A luôn là hằng số dương.




4. Các đại lượng trong dao động cơ
 Chu kì dao động T(s):
Là khoảng thời gian ngắn nhất để vật thực hiện được một dao động toàn phần, hay là khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động được lặp lại như cũ. Nếu trong khoảng thời gian Δt vật thực hiện được N dao động thì ta có: Δt = n.T
 Tần số dao động f(Hz):
 Là số lần dao động trong một đơn vị thời gian, nó là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ dao động f=\frac{1}{T}
 Mối quan hệ giữa chu kì, tần số và tần số góc :   \omega =\frac{2\pi }{T}=2\pi f



6. Năng lượng trong dao động cơ:
                                                Cơ năng = Động năng + Thế năng.
Động năng:    
 W_{d}=\frac{1}{2}mv^{2}=\frac{1}{2}m\omega ^{2}A^{2}sin^{2}(\omega t+\varphi )=Wsin^{2}sin^{2}(\omega t+\varphi ) 
Thế năng : 
                     
Định lut bo toàn cơ năng:
W = Wđ + W=  \frac{1}{2}mv^{2}+\frac{1}{2}kx^{2}= \frac{1}{2}kA^{2}=\frac{1}{2}m\omega ^{2}A^{2}  = Wđmax = Wtmax = const

Còn nữa…