Hãy chỉ ra hai trường hợp cộng hưởng có lợi và hai trường hợp cộng hưởng có hại. Trong từng trường hợp hãy chỉ rõ

Trịnh Thị Thu Hiền Ngày: 06-09-2024 Lớp 11

813

Với giải Bài 2 trang 31 Vật lí lớp 11 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 4: Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí lớp 11 Bài 4: Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng

Bài 2 trang 31 Vật Lí 11: Hãy chỉ ra hai trường hợp cộng hưởng có lợi và hai trường hợp cộng hưởng có hại. Trong từng trường hợp hãy chỉ rõ hệ dao động và nguồn gốc gây ra sự cộng hưởng.

Lời giải:

Trường hợp cộng hưởng có lợi:

- Gảy dây đàn ghita, khi dây đàn dao động, nhờ có hộp cộng hưởng mà ta có thể nghe thấy âm thanh to, rõ hơn. Hệ dao động ở đây là dây đàn và sóng âm trong hộp cộng hưởng, khi dây đàn dao động, làm cho không khí xung quanh dao động tạo ra sóng âm, sóng âm này dao động trong hộp cộng hưởng, biên độ sóng âm tăng lên.

- Máy thu sóng điện từ như radio, tivi sử dụng hiện tượng cộng hưởng để chọn thu và khuếch đại các sóng điện từ có tần số thích hợp. Hệ dao động là dòng điện. nguồn gốc gây ra sự cộng hưởng là do thay đổi tần số của nguồn cưỡng bức bằng với nguồn điện.

Trường hợp cộng hưởng có hại:

- Một động cơ điện đặt trên một tấm ván, nếu tần số quay của động cơ gần bằng tần số riêng của tấm ván thì ván có thể rung rất mạnh.

- Năm 1906, một trung đội bộ binh (36 người) đi qua cây cầu bắc qua sông Phô – tan – ka ở Xanh – pê – téc – bua (Nga), khi đi đều qua cầu thì cầu bị gãy. Nguồn gốc gây ra sự cộng hưởng là do tần số đi đều của những người lính gần bằng với tần số dao động riêng của cầu dẫn đến hiện tượng cộng hưởng.

Bài tập vận dụng:

Câu 1: Một vật có tần số riêng 20 Hz đang thực hiện dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn $F = 20 cos (50 πt + π) (N) \in$ . Tần số dao động của vật trong giai đoạn ổn định là

A. 50 Hz.

B. 20 Hz.

C. 25 Hz.

D. 100 Hz.

Hướng dẫn giải

Tần số dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡng bức:

$f = \frac{ω}{2 π} = \frac{50 π}{2 π} = 25 Hz$

Đáp án đúng là C

Câu 2: Một chiếc ô tô đang chạy trên đoạn đường lát gạch, cứ cách khoảng 5 m lại có một rãnh nhỏ. Tần số dao động riêng của khung xe trên các lò xo giảm xóc là 0,5 Hz. Ô tô bị xóc mạnh nhất khi chạy với tốc độ bao nhiêu?

A. 2,5 m/s.

B. 10 m/s.

C. 50 m/s.

D. 5 m/s.

Hướng dẫn giải

Ô tô bị xóc mạnh nhất khi chu kì của ngoại lực bằng với chu kì dao động riêng của khung xe. Khi đó, ô tô có tốc độ là: $v = \frac{s}{T} = s . f = 5 .0, 5 = 2, 5 m/s$

Đáp án đúng là A

Câu 3: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 500 g gắn vào một lò xo có độ cứng 50 N/m. Con lắc này chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. Khi tần số góc của ngoại lực lần lượt là 5 rad/s và 8 rad/s thì biên độ của dao động con lắc lần lượt là A₁ và A₂. Hãy so sánh A₁ và A₂.

A. $A_{1} = 2 A_{2}$

B. $A_{1} > A_{2}$

C. $A_{1} = A_{2}$

D. $A_{1} < A_{2}$

Hướng dẫn giải

Tần số góc riêng của hệ là $ω_{0} = \sqrt{\frac{k}{m}} = \sqrt{\frac{50}{0, 5}} = 10 rad/s$ . Do tần số góc 8 rad/s gần với giá trị $ω_{0}$ , nên biên độ A₂ lớn hơn biên độ A₁.