Giải SGK Vật lý 11 Cánh diều Bài 4. Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng có đáp án

Khi có tác động ngoại lực (gió, bão, động đất…) lên toà nhà thì cả toà nhà sẽ bị dao động theo (rung lắc), nhờ có con lắc giảm chấn này mà nó sẽ triệt tiêu được đáng kể ngoại lực tác dụng. Hay cụ thể là con lắc giảm chấn có vai trò hạn chế dao động của toà nhà bằng cách làm cho dao động này tắt dần nhanh chóng.

Nguyên tắc là làm thay đổi tần số dao động của toà nhà để nó không có tần số dao động bằng tần số dao động riêng của hệ.

Trong môi trường có lực cản, sẽ sinh ra ma sát từ đó phát sinh năng lượng hao phí dẫn đến năng lượng ban đầu của dao động chuyển hoá dần thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, âm thanh,…). Từ đó biên độ dao động giảm dần và tắt hẳn dẫn đến dao động của các vật sẽ tắt dần theo thời gian.

Vì trong quá trình dao động, xích đu chịu tác dụng của ngoại lực tác dụng (lực cản không khí, lực ma sát, …) dẫn đến năng lượng bị chuyển hoá thành năng lượng hao phí, biên độ giảm dần và cuối cùng xích đu sẽ dừng lại sau một vài chu kì.

Ví dụ về dao động tắt dần:

- Bộ phận đóng khép cửa tự động

- Dao động của xe máy khi qua đoạn đường bị xóc (bộ phận giảm xóc của xe máy)

…

Dựa vào dữ kiện ở nội dung Mục III – Bài 2 – Trang 20 ta nhận được kết quả về chu kì của con lắc đơn trong hình trên khi chịu ngoại lực tác dụng là T = 0,2 s.

Tần số dao động riêng: $f=\frac{1}{T}=\frac{1}{0,2}=5Hz$

Tần số này phụ thuộc vào ngoại lực tác dụng vào vật.