Lý thuyết Vật lí 11 Bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng

1. Định nghĩa

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

- Đồ thị càng nhọn thì lực cản càng nhỏ.

- Điều kiện cộng hưởng f = f₀.

2. Giải thích

Khi tần số của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động thì hệ được cung cấp năng lượng một cách nhịp nhàng, đúng lúc, do đó biên độ dao động của hệ tăng dần lên. Biên độ dao động đạt tới giá trị cực đại khi tốc độ tiêu hao năng lượng do ma sát bằng tốc độ cung cấp năng lượng cho hệ.

3. Hiện tượng cộng hưởng trong đời sống

Ví dụ hiện tượng cộng hưởng có lợi:

- Hộp đàn của các đàn ghi ta, violon, … là những hộp cộng hưởng được cấu tạo sao cho không khí trong hộp có thể dao động cộng hưởng với nhiều tần số dao động khác nhau của dây đàn.

- Hoạt động của lò vi sóng

Bệ máy, khung xe, cầu đường, toà nhà đều có một hay nhiều tần số riêng.

- Năm 1960, một trung đội bộ binh gồm 36 người đi đều qua cây cầu bắc ngang qua sông Fontanka ở Saint Petersburg ở nước nga đã là sập cầu, mặc dù cầu được thiết kể đủ vững chắc cho 300 người đi qua.

- Cây cầu khác được xây dựng năm 1940 qua eo biển Tacoma ở nước Mỹ có thể chịu nhiều ô tô có tải trọng lớn đi qua nhưng cũng bị đổ sập dưới tác dụng của gió.