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.

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)

…

Ví dụ: Trong trò chơi xích đu bạn nam tác dụng lực vào bạn nữ để xích đu chuyển động. Xích đu sẽ dao động tắt dần, bạn nam tiếp tục tác dụng một lực lên xích đu, làm cho xích đu dao động theo tần số của lực do tay tạo nên. Lúc này dao động của xích đu được gọi là dao động cưỡng bức.

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: $f=\frac{1}{T}=\frac{1}{0{,}2}=5\ Hz$

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

Biên độ của dao động cững bức tăng dần khi tần số tăng dần đến giá trị f$_{0}$.

Biên độ đạt cực đại tại giá trị f$_{0}$ và sau đó giảm dần khi tần số lớn hơn f$_{0}$.

Sử dụng thanh sợi CABKOMA là phương pháp gia cố nhằm hạn chế tác động của động đất tới các công trình được xây dựng từ trước. Sử dụng CABKOMA giúp chống rung lắc các tầng trên, hấp thụ các lực ngang bằng cách truyền lực này xuống đất. Trên thực tế, bề ngoài của tòa nhà đã được bọc kín bởi hơn 4000 thanh sợi CABKOMA, trông giống như một lớp vải bọc bên ngoài. Kết quả tạo ra môt mặt tiền thoáng mát, có tính thẩm mỹ cao trong khi vẫn cung cấp khả năng gia cố, bảo vệ tòa nhà an toàn khi có động đất xảy ra.

- Ví dụ: Gảy đàn ghi ta.

Hộp cộng hưởng có vai trò giúp cho không khí trong hộp có thể dao động cộng hưởng với những tần số dao động khác nhau của dây đàn. Trường hợp cộng hưởng này có lợi.

- Ví dụ: Chiếc cầu bị rung lắc do hiện tượng cộng hưởng

- Ví dụ: Chiếc li thuỷ tinh đặt gần một chiếc loa công suất lớn, li thuỷ tinh bị vỡ khi loa phát ra âm thanh tương đối lớn.