Phương pháp · Dao động tắt dần, cưỡng bức và cộng hưởng · Vật lý 11

01Phương pháp giải theo dạng

Nhận biết loại dao động: không có ngoại lực tuần hoàn và biên độ giảm: tắt dần; có ngoại lực tuần hoàn bên ngoài: cưỡng bức; ngoại lực "đúng nhịp, đúng pha" bù đủ năng lượng: duy trì.
Xác định tần số riêng $f_0$ (hay $T_0$ ) của hệ (con lắc lò xo, đơn, toa tàu, nước trong xô...).
Xác định tần số ngoại lực: nếu ngoại lực lặp lại sau mỗi quãng $L$ khi vật tốc $v$ thì chu kì ngoại lực $T_{\text{ng}} = L/v$ ; nếu bước chân dài $s$ với tốc độ $v$ thì tần số $f_{\text{ng}} = v/s$ .
Cộng hưởng khi $f_{\text{ng}} = f_0$ (hay $T_{\text{ng}} = T_0$ ); giải ra đại lượng cần tìm.
Đổi đơn vị: $1\,\text{m/s} = 3{,}6\,\text{km/h}$ .
Câu lí thuyết: nhớ cộng hưởng không phải lúc nào cũng có hại; cộng hưởng xảy ra khi tần số lực bằng tần số riêng, và dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số lực.

Đổi SI. Tính $d = \dfrac{\mu mg}{k}$ .
Mỗi nửa chu kì biên độ giảm $2d$ ; mỗi chu kì giảm $4d$ .
Số nửa chu kì $n$ đến khi dừng: $n$ nhỏ nhất thoả $A_0 - 2nd \le d$ , tức $n = \left\lceil\dfrac{A_0 - d}{2d}\right\rceil$ . Nếu $\dfrac{A_0}{2d}$ nguyên thì vật dừng đúng ở $O$ sau $\dfrac{A_0}{2d}$ nửa chu kì.
Quãng đường: $s = \dfrac{kA_0^2 - kx_{\text{cuối}}^2}{2\mu mg}$ (bảo toàn năng lượng: công ma sát bằng độ giảm cơ năng); gần đúng $\dfrac{kA_0^2}{2\mu mg}$ nếu $x_{\text{cuối}} \ll A_0$ .
Thời gian $t \approx n\cdot\dfrac{T}{2}$ với $T = 2\pi\sqrt{m/k}$ .

Lỗi	Vì sao sai	Cách tránh
Cho rằng cưỡng bức dao động với tần số riêng	Tần số ổn định bằng tần số lực	Phân biệt $f_{\text{cb}}$ và $f_0$
Cho rằng lực cản lớn làm đỉnh cộng hưởng cao hơn	Lực cản lớn làm đỉnh thấp, rộng	Nhớ cản là "ăn" năng lượng
Quên đổi $\text{m/s}$ sang $\text{km/h}$	Đề thường hỏi km/h	Nhân $3{,}6$
Dùng độ giảm biên độ $2d$ cho cả một chu kì	$2d$ là mỗi nửa chu kì	Một chu kì giảm $4d$
Coi số chu kì $N$ là số nguyên không kiểm tra	Dừng khi $k\lvert x\rvert \le \mu mg$	Dùng $n = \lceil (A_0 - d)/2d\rceil$
Cho rằng cộng hưởng luôn có hại	Cộng hưởng có ích ở hộp đàn, xích đu...	Xét ngữ cảnh
Quên đổi cm sang m khi tính quãng đường	$k$ , $\mu mg$ dùng SI	Đổi $A_0$ sang m