Dao động toàn phần là một khái niệm nhỏ trong chương trình học vật lý lớp 12. Nhường như đây là một khái niệm được lướt qua nhiều nhất trong chương trình học và cũng ít người nào quan tâm thực chất đó là gì. Vì vậy, hôm nay Kiến Guru muốn san sẻ tới những bạn ham học hỏi bản tính của dao động? Và vì sao lại được gọi là toàn phần. Chúng ta cùng khởi đầu tìm hiểu nhé:
Contents
I. Khái niệm dao động toàn phần và những lý thuyết liên quan
Lúc bạn gảy dây đàn guitar, âm thanh phát ra với âm sắc đều và kéo dài. Mỗi lần rung liên tục của và cùng thời kì với lần trước. Khái niệm chuyển động định kỳ là một chuyển động lặp đi lặp lại theo những khoảng thời kì đều đặn, chẳng hạn như được thể hiện bằng dây đàn guitar hoặc bởi một vật thể trên lò xo di chuyển lên xuống. Và mỗi lần chuyển động hoàn thành xong một chu kỳ của nó thì ta gọi đó là một dao động toàn phần. Thời kì để hoàn thành một dao động toàn phần đó là ko đổi và được gọi là chu kỳ T. Đơn vị của nó thường là giây, nhưng với thể là bất kỳ đơn vị tính thời kì nào để thuận tiện. Thời kì từ kể tới thời kì cho một số sự kiện cho dù lặp đi lặp lại hay ko; nhưng chúng ta sẽ chủ yếu quan tâm tới chuyển động định kỳ, theo khái niệm lặp đi lặp lại. Một khái niệm liên quan chặt chẽ tới thời kỳ là tần suất của một sự kiện.
Ví dụ: nếu bạn nhận được tiền lương hai lần một tháng, tần suất trả tiền là hai lần mỗi tháng và khoảng thời kì giữa những lần trả tiền sẽ là nửa tháng. Tần số f được định tức thị số lượng sự kiện trên mỗi đơn vị thời kì. Đối với chuyển động định kỳ, tần số là số lượng dao động trên một đơn vị thời kì. Mối quan hệ giữa tần suất và thời kì là:
Đơn vị SI cho tần số là chu kỳ mỗi giây, được xác định là hertz (Hz):
Một chu kỳ là một dao động hoàn chỉnh. Lưu ý rằng một rung động với thể là một sự kiện đơn lẻ hoặc nhiều sự kiện, trong lúc những dao động thường lặp đi lặp lại cho một số lượng đáng kể những chu kỳ.
Chúng ta với thể sử dụng những công thức được trình bày trong mô-đun này để xác định cả tần số dựa trên những dao động đã biết và dao động dựa trên một tần số đã biết. Hãy thử một ví dụ về mỗi ví dụ.
– Một thiết bị hình ảnh y tế tạo ra siêu thanh bằng cách dao động với khoảng thời kì 0,400. Tần số của dao động này là gì? – Tần số của âm trung C trên một nhạc cụ thông thường là 264 Hz. Thời kì cho một dao động hoàn chỉnh là gì?
Hướng giải cho cả câu Một và Hai với thể được trả lời bằng cách sử dụng mối quan hệ giữa thời kì và tần suất. Trong câu 1, khoảng thời kì T được đưa ra và chúng tôi được yêu cầu tìm tần số f. Trong câu 2, tần số f được đưa ra và chúng tôi được yêu cầu tìm khoảng thời kì T.
Giải pháp cho Câu Một Thay thế 0.400ms cho T trong
Khắc phục tìm f = 2,50 × 106 Hz.
Thảo luận về câu 1, tần số âm thanh được tìm thấy trong câu Một cao hơn nhiều so với tần số cao nhất mà con người với thể nghe thấy và do đó, được gọi là siêu thanh. Những dao động thích hợp ở tần số này tạo ra siêu thanh được sử dụng cho những chẩn đoán y tế ko xâm lấn, chẳng hạn như quan sát thai nhi trong bụng mẹ.
Giải pháp cho câu Hai Xác định những trị giá đã biết:
Thời kì cho một dao động hoàn chỉnh là khoảng thời kì T:
Suy ra T:
Thay trị giá đã cho cho tần số vào biểu thức kết quả:
Thảo luận cho câu 2, khoảng thời kì tìm thấy trong câu Hai là thời kì trên mỗi chu kỳ, nhưng trị giá này thường được trích dẫn đơn thuần là thời kì tính theo đơn vị thuận tiện (ms hoặc mili giây trong trường hợp này).
II. Bài tập dao động toàn phần
1. Thời kỳ của năng lượng điện 60,0 Hz là gì? 2. Nếu nhịp tim của bạn là 150 nhịp mỗi phút lúc tập thể dục vất vả, thì thời kì mỗi nhịp tính theo đơn vị giây là bao nhiêu? 3. Tìm tần số của một ngã ba điều chỉnh mất 2,50 × 10−3 giây để hoàn thành một dao động. 4. Một ống phóng xạ được đặt thành flash mỗi 8,00 × 10−5 giây. Tần số của những đèn flash là gì? 5. Một chiếc lốp xe với hoa văn với một kẽ hở cứ sau 2,00 cm. Mỗi kẽ hở tạo ra một rung động duy nhất lúc lốp xe di chuyển. Tần số của những rung động này là gì nếu xe di chuyển với tốc độ 30,0 m / s? 6. Ứng dụng kỹ thuật. Mỗi pít-tông của động cơ tạo ra âm thanh sắc nét trong mọi cuộc cách mệnh khác của động cơ.
(a) Một chiếc xe đua sẽ chạy nhanh như thế nào nếu động cơ tám xi-lanh của nó phát ra âm thanh với tần số 750 Hz, với điều kiện là động cơ tạo ra 2000 vòng quay trên mỗi km?
(b) Động cơ quay được bao nhiêu vòng / phút?
III. Đáp án cho những bài tập dao động toàn phần
1. 16,7 ms 2. 0,400 s / nhịp 3. 400 Hz 4. 12.500 Hz 5. 1,50 kHz 6. (a) 93,8 m / s; (b) 11,3 × 103 vòng / phút
Vậy là chúng ta đã cùng nhau đi hết ngọn ngành của dao động toàn phần. Một tri thức tưởng tuồng như đơn thuần nhưng đầy những học búa và những thí vị phải ko nào. Sở hữu thể nói rằng khối lượng tri thức khổng lồ trong những bộ môn trên ghế giảng đường ko thể nào truyền tải hết được trong những tiết học ngắn ngủi. Vậy nên thỉnh thoảng với những lý thuyết rất thú vị lại được lướt qua và ko bao giờ quay trở lại. Hãy cùng với Kiến Guru khám phá những lý thuyết thú vị đó ở những bài viết tiếp theo nhé!
