Dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng
0
Chạy mô phỏng
Cần đăng nhập để mở; tài khoản miễn phí.
Luôn dùng bản mới nhất; khi bạn sửa lần đầu mới tạo bản riêng, bản gốc không đổi.

Dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng

Con lắc lò xo nối với cần rung tạo ngoại lực tuần hoàn F = F₀cos(2πft). Học sinh thấy giai đoạn chuyển tiếp rồi dao động ổn định với tần số f của ngoại lực, kéo f qua lại để dựng đường cộng hưởng A(f) có đỉnh tại tần số riêng f₀. Đổi lực cản để thấy đỉnh cộng hưởng nhọn hay tù; tắt ngoại lực để thấy dao động tắt dần.

Mô phỏng cho chủ đề Dao động, Vật lí 11 theo Chương trình GDPT 2018, bài dao động tắt dần, dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng. Khi chịu ngoại lực tuần hoàn, vật dao động với tần số của ngoại lực; biên độ lớn nhất khi tần số ngoại lực bằng tần số riêng f₀ = (1/2π)√(k/m). Mặc định k = 40 N/m, m = 0,4 kg nên f₀ ≈ 1,59 Hz; ngoại lực F₀ = 0,1 N, f = 1,4 Hz, lực cản yếu. Mỗi khi biên độ không còn đổi, điểm A(f) tự được ghi lên đồ thị bên phải (hoặc bấm “Ghi A(f)”). Kéo thanh f từ 0,5 Hz đến 3 Hz, dùng tốc độ ×3 cho nhanh, để dựng đường cộng hưởng và so với đường lí thuyết. Đổi lực cản sang vừa, mạnh: đỉnh thấp và tù hơn. Bấm “Tắt ngoại lực” để thấy biên độ giảm dần theo đường bao A₀e^(−bt/2m). Câu hỏi gợi ý: – Ở trạng thái ổn định vật dao động với tần số nào: tần số riêng hay tần số ngoại lực? – Lực cản ảnh hưởng thế nào đến biên độ cực đại và độ nhọn của đường cộng hưởng? – Nêu một ví dụ cộng hưởng có lợi và một ví dụ cộng hưởng có hại trong đời sống.

Tham số điều chỉnh được

  • Tần số ngoại lực ban đầu (0,2–3 Hz)
  • Độ cứng lò xo (10–100 N/m)
  • Khối lượng vật (0,1–1 kg)
  • Biên độ ngoại lực F₀ (0,02–0,2 N)
  • Lực cản
  • Có ngoại lực (tắt: dao động tắt dần)