Dao động, cộng hưởng và pha
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| damping/ˈdæmpɪŋ/ | Cản |
| resonance/ˈrezənəns/ | Cộng hưởng |
Điều gì có thể giải thích quan sát này?
- Một chiếc xích đu đạt biên độ lớn khi các lực đẩy đến đúng thời điểm. Tần số cưỡng bức và giảm xóc giúp xác định phản ứng dao động.
- Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
- Dao động điều hòa có gia tốc tỉ lệ thuận với li độ và hướng về vị trí cân bằng. Chu kỳ là thời gian cho một chu kỳ đầy đủ; tần số là nghịch đảo của chu kỳ. Giảm xóc làm tiêu tán năng lượng khỏi hệ dao động.
- cộng hưởng: Phản ứng mạnh khi có tác động chu kỳ gần tần số tự nhiên; giảm chấn: Sự truyền năng lượng ra khỏi hệ thống dao động.
Đối với dao động điều hòa lý tưởng, tốc độ lớn nhất ở đâu?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Trong dao động điều hòa, động năng đạt cực đại nơi lực hồi phục đã thực hiện công nhiều nhất - tại vị trí cân bằng, nơi li độ và gia tốc bằng 0. Tại li độ cực đại, vật dao động tạm dừng ngay lập tức.
Ghép mỗi thuật ngữ kỹ thuật với ý nghĩa chính xác của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng các định nghĩa để phân biệt các đại lượng và quá trình liên quan.
Chọn bằng chứng có thể kiểm chứng
- Vận tốc đạt cực đại gần vị trí cân bằng đối với dao động điều hòa lý tưởng, trong khi độ lớn gia tốc đạt cực đại tại li độ cực đại. Cộng hưởng có thể xảy ra gần tần số riêng dưới tác dụng của lực điều hòa định kỳ, với biên độ bị giới hạn bởi lực cản.
- Đo thời gian cho nhiều chu kỳ dao động hoàn chỉnh rồi chia lấy số chu kỳ đó. Xác định một chu kỳ nhất quán và sử dụng li độ nhỏ khi mô hình yêu cầu. Giữ cho quỹ đạo con lắc thông thoáng và ghi nhận các hiệu ứng giảm chấn thay vì giả định chuyển động hoàn hảo.
Hai thói quen nào sau đây giúp việc nghiên cứu hoặc mô hình trong trường hợp này trở nên thuyết phục hơn?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Việc nêu rõ các điều kiện và giả thiết giúp người khác lặp lại công việc chính xác, và ghi lại bằng chứng hỗ trợ giúp họ kiểm tra kết luận. Giấu đi các kết quả mâu thuẫn sẽ loại bỏ bằng chứng có thể thách thức một kết luận sai, và một phép đo lường không thể khẳng định một tuyên bố rộng hơn.
Làm việc từ các đại lượng đã biết
- Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
- Đã biết: 20 chu kỳ mất 32 s. T=thời gian tổng/cuộc =32/20=1.6 s. Tần số=1/T=1/1.6=0.625 Hz. Khoảng thời gian đo ngắn hơn sẽ khiến sai số phản xạ trở thành một tỷ lệ lớn hơn so với phép đo.
30 chu kỳ mất 45 s. Tìm chu kỳ. Sử dụng cùng trình tự: đại lượng đã biết → mô hình → hệ thức → thế số → đơn vị và diễn giải.
30 chu kỳ mất 45 s. Tìm chu kỳ.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Kết quả là 1.5 s. Đã biết: 30 chu kỳ trong 45 s. Sử dụng chu kỳ = tổng thời gian / số chu kỳ. T = 45/30 = 1.5 s. Đo đạc nhiều chu kỳ rồi chia để giảm thiểu ảnh hưởng của sai số phản ứng.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- Không phải mọi chuyển động lặp lại nào cũng là dao động điều hòa. Một lực tỉ lệ với li độ nhưng hướng xa vị trí cân bằng sẽ không tạo ra dao động điều hòa.
- Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Mọi chuyển động chu kỳ đều thỏa mãn điều kiện của chuyển động điều hòa đơn. Tuyên bố này là sai: CHĐD yêu cầu lực hồi phục tỷ lệ với độ lệch và hướng TỚI vị trí cân bằng. Chuyển động chỉ lặp lại - như quả bóng nảy, quỹ đạo tròn - là chu kỳ nhưng không thỏa mãn điều kiện đó.
Dao động, cộng hưởng và pha: Vận tốc đạt cực đại gần vị trí cân bằng đối với dao động điều hòa lý tưởng, trong khi độ lớn gia tốc đạt cực đại tại li độ cực đại. Cộng hưởng có thể xảy ra gần tần số riêng dưới tác dụng của lực điều hòa định kỳ, với biên độ bị giới hạn bởi lực cản.
Mọi chuyển động chu kỳ đều thỏa mãn điều kiện cho dao động điều hòa.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Dao động điều hòa yêu cầu lực hồi phục tỷ lệ thuận với li độ và hướng VỀ phía vị trí cân bằng. Chuyển động chỉ đơn thuần lặp lại - như quả bóng nảy, quỹ đạo tròn - là chuyển động tuần hoàn nhưng không thỏa mãn điều kiện đó.
Phản ứng lớn đối với lực kích thích chu kỳ gần tần số tự nhiên: viết thuật ngữ kỹ thuật.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
resonance nghĩa là Một đáp ứng lớn đối với tác động tuần hoàn gần tần số riêng.