Lý thuyết Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 2: Mô tả Dao động điều hòa: Li độ, biên độ, chu kì, tần số, pha ban đầu

Vậy chi tiết các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa là gì? Công thức tính chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha như nào? được hayhochoi trình bày ngắn gọn, dễ hiểu trong bài viết này.

I. Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hoà

Từ phương trình dao động điều hoà: x = Acos(ωt + φ)

· Li độ: x là độ dịch chuyển từ vị trí cân bằng đến vị trí của vật tại thời điểm t.

· Biên độ: A là độ dịch chuyển cực đại của vật tính từ vị trí cân bằng.

· Chu kì: là khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động, kí hiệu là T.

· Tần số: là số dao động mà vật thực hiện được trong một giây, kí hiệu là f.

Ta có: , đơn vị là Hz

· Tần số góc:  (đơn vị rad/s)

Trong dao động điều hoà của mỗi vật thì bốn đại lượng biên độ, chu kì, tần số và tần số góc là những đại lượng không đổi, không phụ thuộc vào thời điểm quan sát. Với các vật khác nhau thì các đại lượng này khác nhau. Vì thế chúng là những đại lượng đặc trưng cho dao động điều hoà.

II. Pha ban đầu. Độ lệch pha

1. Pha ban đầu

Pha ban đầu φ cho biết tại thời điểm bắt đầu quan sát vật dao động điều hoà ở đâu và sẽ đi về phía nào. Nó có giá trị nằm trong khoảng từ –π đến π (rad).

2. Độ lệch pha giữa hai dao động cùng chu kì

Cho phương trình dao động của hai vật:

Vật 1: x₁ = A₁cos(ωt + φ₁) 

Vật 2: x₂ = A₂cos(ωt + φ₂) 

· Nếu  φ₁ >  φ₂ thì dao động 1 sớm pha hơn dao động 2.

· Nếu  φ₁ <  φ₂ thì dao động 1 trễ pha hơn dao động 2.

· Nếu  φ₁ =  φ₂ thì dao động 1 cùng (đồng) pha với dao động 2.

· Nếu  φ₁ =  φ₂ ± π thì dao động 1 ngược pha với dao động 2.