Hãy giải thích tại sao dao động của em bé chơi xích đu trong ví dụ ở đầu bài lại tắt dần nếu không có người mẹ thỉnh thoảng đẩy nhẹ vào em bé
Dựa vào nội dung kiến thức đã học trong những bài trước để trả lời
Vì trong quá trình xích đu chuyển động có một phần động năng của xích đu chuyển thành dạng năng lượng khác ( thế năng ) khi cọ xát với không khí nên động năng nhỏ dần. Nên nếu không có người mẹ đẩy nhẹ vào ghế thì xích đu sẽ chậm dần và dừng lại.
Các bài tập cùng chuyên đề
Một em bé đang chơi xích đu trong sân. Tại sao để xích đu tiếp tục dao động, người mẹ thỉnh thoảng lại đẩy nhẹ vào ghế xích đu?
Chuẩn bị:
Con lắc có quả nặng gắn bút dạ; tấm nhựa để ghi đồ thị của dao động; bộ phận tạo chuyển động đều cho tấm nhựa.
Tiến hành:
- Bố trí thí nghiệm như Hình 6.1b
- Cho con lắc dao động ổn định và tấm nhựa chuyển động đều, bút dạ gắn ở vật nặng luôn tiếp xúc với tâm ghi đô thị. Khi con lắc dao động, bút dạ gắn trên quả nặng sẽ ghi lại biên độ dao động của con lắc đơn theo thời gian như Hình 6.1a.
Hãy nhận xét về biên độ và chu kì (hay tần số) dao động của con lắc trong thí nghiệm.
Tìm thêm ví dụ về dao động cưỡng bức
Giải thích tại sao, trong môi trường có lực cản, dao động của các vật lại tắt dần.
Vì sao nếu chỉ đẩy một lần, xích đu sẽ dao động một vài chu kì rồi dừng lại?
Quan sát Hình 4.2 và mô tả chuyển động của xích đu, ván nhảy cầu sau khi ngừng tác dụng lực.
Nêu một số ví dụ thực tế khác về hiện tượng dao động tắt dần.
Bố trí sơ đồ thí nghiệm như Hình 4.4. Kéo vật nặng của con lắc lò xo khỏi vị trí cân bằng theo phương thẳng đứng một đoạn xác định và thả nhẹ để vật dao động không vận tốc ban đầu. Dự đoán và thực hiện thí nghiệm kiểm chứng (nếu có điều kiện) về dao động của con lắc trong các trường hợp vật nặng thực hiện dao động trong: a) không khí; b) chất lỏng (nước/dầu); c) chất lỏng (nước/dầu) khi có gắn thêm vật cản.
Đưa ra một số ví dụ về tác hại và lợi ích của dao động tắt dần. Từ đó tìm hiểu và sưu tầm hình ảnh về một số ứng dụng của dao động tắt dần trong cuộc sống.
Trên thực tế, sau khi được kích thích để dao động, xích đu (Hình 4.2a) hoặc võng sẽ dao động tắt dần. Làm cách nào để chúng có thể dao động với biên độ không đổi?
Cho ví dụ về một số ứng dụng của dao động tắt dần trong thực tiễn.
Tìm phát biểu sai.
Dao động tắt dần là dao động có
A. tần số giảm dần theo thời gian.
B. cơ năng giảm dần theo thời gian.
C. biên độ dao động giảm dần theo thời gian.
D. ma sát và lực cản càng lớn thì dao động tắt dẫn càng nhanh.
Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành
A. điện năng.
B. nhiệt năng.
C. hóa năng.
D. quang năng.
Một con lắc lò xo đang dao động tắt dần, sau ba chu kì đầu tiên biên độ của nó giảm đi 10%. Phần trăm cơ năng còn lại sau khoảng thời gian đó là
A. 81 %.
B. 6,3 %.
C. 19 %.
D. 27 %.
Một con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương ngang với chu kì T=0,2s lò xo nhẹ gắn vật nhỏ dao động có khối lượng 100 g, hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,01. Độ giảm biên độ mối lần vật qua vị trí cân bằng là
A. 0,02 mm
B. 0,04 mm
C. 0,2 mm.
D. 0,4 mm
Tìm phát biểu sai về dao động tắt dần của con lắc lò xo :
A. Cơ năng của vật luôn giảm dần.
B. Động năng của vật có lúc tăng, lúc giảm.
C. Động năng của vật luôn giảm dần.
D. Thế năng có lúc tăng lúc giảm
Khi không còn ngoại lực duy trì, dao động của con lắc đơn trong không khí bị tắt dần do
A. trọng lực tác dụng lên vật.
B. lực căng của dây treo
C. lực cản của môi trường.
D. do dây treo có khối lượng không đáng kể.
Phát biểu nào dưới đây không đúng khi nói về dao động tắt dần?
A. Cơ năng của dao động giảm dần.
B. Độ lớn lực cản càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh
C. Biên độ của dao động giảm dần.
D. Tần số dao động càng lớn thì dao động tắt dần càng nhanh.
Một con lắc lò xo dao động điều hoà trên mặt phẳng nằm ngang gồm một vật nhỏ có khối lượng 100 g gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng 98 N/m. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,02. Lấy g=9,8 m/s2. Tính độ giảm biên độ sau mỗi lần vật qua vị trí cân bằng.
A. 0,08 mm.
B. 0,04 mm.
C. 0,8 mm.
D. 0,4 mm.
Hãy giải thích nguyên nhân gây ra dao động tắt dần
Cho một dao động tắt dần, nếu xem gần đúng dao động tắt dẫn này là dao động điều hoà, cứ sau mỗi chu kì thì cơ năng của hệ sẽ giảm 24%. Hỏi sau khoảng bao nhiêu chu kì, biên độ của dao động sẽ giảm còn một nửa?
Để đo hệ số ma sát nhớt của chất lỏng, người ta thực hiện một thí nghiệm đơn giản dựa trên hiện tượng dao động cưỡng bức như Hình 4.1. Gắn một vật có khối lượng m vào một lò xo có độ cứng k trong chất lỏng, đầu còn lại của lò xo được gắn vào một đĩa được điều khiển bởi động cơ có tốc độ điều chỉnh được. Động cơ quay với tần số góc . Ngoại lực do đĩa tác dụng lên lò xo có dạng F = F0 sin(ω t ). Khi đó, vật sẽ dao động điều hoà với biên độ được chứng minh bằng lí thuyết là \(A = \frac{{{F_0}}}{{\sqrt {{m^2}({\omega ^2} - \omega _0^2) + {b^2}{\omega ^2}} }}\) trong đó \({\omega _0} = \sqrt {\frac{k}{m}} \) là tần số góc riêng của con lắc lò xo, b là hệ số ma sát nhớt được xác định là hệ số tỉ lệ của lực cản môi trường và tốc độ của vật. Biết F0 =10N, khi thay đổi tần số góc, tại giá trị ω = 100π rad/s, người là ghi nhận được con lắc dao động với biên độ lớn nhất Amax = 5 cm. Hay tỉnh hệ số ma sát nhớt của chất lỏng.
Trong một cửa hàng, cửa ra vào được thiết kế đóng tự động nhỏ một hệ thống lò xo bên trong bản lề. Sau khi khách hàng mở cửa và ngừng tác dụng lực, cánh cửa sẽ dao động quanh trục quay và dừng lại ở vị trí ban đầu. Hãy cho biết đây là ứng dụng của hiện tượng nào và tìm hiểu nguyên lí hoạt động của cửa đóng tự động này.
Một đồng hồ quả lắc chạy đúng giờ nếu con lắc đơn của nó có chu kì 1,000 s, khi treo ở nơi có gia tốc trọng trường 9,800 m/s2 .
a) Xác định chiều dài dây treo con lắc đơn của đồng hồ.
b) Khi được vận chuyển tới một địa phương khác, đồng hồ này chạy chậm 90,00 s mỗi ngày. Xác định gia tốc trọng trường tại nơi đó.
c) Để đồng hồ chạy đúng giờ tại địa phương mới này, người ta cần điều chỉnh lại chiều dài dây treo con lắc như thế nào?
Dao động của quả lắc đồng hồ không tắt dần là vì
A. lực cản tác dụng lên quả lắc không đáng kể.
B. quả lắc có khối lượng lớn nên cơ năng dao động lớn, vì vậy sự tắt dần xảy ra rất chậm nên không phát hiện ra dao động của nó tắt dần.
C. trong đồng hồ có một nguồn năng lượng dự trữ, năng lượng mất đi sau mỗi chu kì dao động được bù lại từ nguồn năng lượng dự trữ này.
D. trọng lực luôn thực hiện công lên quả lắc trong suốt quá trình nó dao động.
Nêu một số ví dụ thực tế về dao động tắt dần. Trong ví dụ đã nêu, dao động tắt dần là có lợi hay có hại?
Quả lắc của đồng hồ cổ treo tường có tác dụng vận hành cho đồng hồ chạy đúng giờ (Hình 1.22). Cứ sau mỗi chu kì dao động của quả lắc, do sức cản và việc vận hành hệ thống bánh răng để các kim đồng hồ chạy nên nó tiêu hao một năng lượng là ∆E = 0,100 mJ. Năng lượng này được lấy từ một quả tạ có trọng lượng P = 50,0 N treo trong hoặc ngoài đồng hồ.
a) Vì sao sau một thời gian dài đồng hồ chạy thì quả tạ bị hạ thấp xuống và ta lại phải đưa nó lên cao.
b) Nếu chạy trong thời gian t = 10,0 ngày thì quả tạ sẽ giảm độ cao bao nhiêu mét? Biết trong N = 30,0 chu kì dao động của quả lắc thì kim giây chuyển động được một vòng.
