Tổng hợp dao động - Phương pháp giải bài tập tổng hợp dao động điều hòa
I- NỘI DUNG LÍ THUYẾT
Mỗi dao động điều hòa được biểu diễn bằng một véctơ quay. Véctơ này có gốc tại gốc tọa độ của trục Ox, có độ dài bằng biên độ dao động A và hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu φ .
- Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số - Phương pháp giản đồ Fre-nen: Lần lượt vẽ hai véctơ quay biểu diễn hai phương trình dao động thành phần. Sau đó vẽ véctơ tổng của hai véctơ trên. Véctơ tổng la véctơ quay biểu diễn phương trình của dao động tổng hợp.
- Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:
A2=A21+A22+2A1A2cos(φ2−φ1)tanφ=A1sinφ1+A2sinφ2A1cosφ1+A2cosφ2
Trường hợp độ lệch pha của hai dao động đặc biệt:
- Δφ=φ2−φ1=k2π: hai dao động cùng pha
A2=A21+A22+2A1A2=(A1+A2)2→A=A1+A2
- Δφ=φ2−φ1=(2k+1)π: hai dao động ngược pha
A2=A21+A22−2A1A2=(A1−A2)2→A=|A1−A2|
- Δφ=φ2−φ1=2k+12π : hai dao động vuông pha
A2=A21+A22
=> Điều kiện của biên độ tổng hợp A:
Amin≤A≤Amax⇔|A1−A2|≤A≤A1+A2
II- CÁC DẠNG BÀI TẬP
1. Dạng 1: Xác định độ lệch pha của hai dao động.
Phương pháp
Δφ=φ2−φ1
- Δφ=φ2−φ1=k2π: hai dao động cùng pha
- Δφ=φ2−φ1=(2k+1)π: hai dao động ngược pha
- Δφ=φ2−φ1=2k+12π : hai dao động vuông pha
- Δφ=φ2−φ1=α : hai dao động lệch nhau một góc α
2. Dạng 2: Xác định dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa.
Phương pháp
Cách 1: Phương pháp đại số
- Bước 1: Xác định các biên độ thành phần của hai dao động và độ lệch pha giữa hai dao động.
- Bước 2: Tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:
A2=A21+A22+2A1A2cos(φ2−φ1)tanφ=A1sinφ1+A2sinφ2A1cosφ1+A2cosφ2
- Bước 3: Viết ptdđ tổng hợp: x=Acos(ωt+φ)
Cách 2: Sử dụng máy tính
Bấm máy tính: Chuyển máy tính về CMPLX (bấm Mode 2); Nhập số:
A1∠φ1+A2∠φ2=shift23= Kết quả: A∠φ
3. Dạng 3: Xác định dao động còn lại khi biết một dao động thành phần x1=A1cos(ωt+φ1) và dao động tổng hợp x=Acos(ωt+φ)
Phương pháp
x2=A2cos(ωt+φ2).
Trong đó:
- A22=A2+A21−2AA1cos(φ−φ1)
- tanφ2=Asinφ−A1sinφ1Acosφ−A1cosφ1 với φ1≤φ≤φ2 ( nếu φ1≤φ2 )
4. Dạng 4: Nếu một vật tham gia đồng thời nhiều dao động điều hoà cùng phương cùng tần số x1=A1cos(ωt+φ1);x2=A2cos(ωt+φ2) … thì dao động tổng hợp cũng là dao động điều hoà cùng phương cùng tần số
Phương pháp
x=Acos(ωt+φ).
Chiếu lên trục Ox và trục Oy
Ta được:
Ax=Acosφ=A1cosφ1+A2cosφ2+...
Ay=Asinφ=A1sinφ1+A2sinφ2+...
⇒A=√A2x+A2y và tanφ=AyAx với φ∈(φMin;φMax)
Luyện bài tập vận dụng tại đây!
DÀNH CHO 2K6 – LỘ TRÌNH ÔN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC 2024!
Bạn đăng băn khoăn tìm hiểu tham gia thi chưa biết hỏi ai?
Bạn cần lộ trình ôn thi bài bản từ những người am hiểu về kì thi và đề thi?
Bạn cần thầy cô đồng hành suốt quá trình ôn luyện?
Vậy thì hãy xem ngay lộ trình ôn thi bài bản tại ON.TUYENSINH247:
- Hệ thống kiến thức trọng tâm & làm quen các dạng bài chỉ có trong kỳ thi ĐGNL
- Phủ kín lượng kiến thức với hệ thống ngân hàng hơn 15.000 câu hỏi độc quyền
- Học live tương tác với thầy cô kết hợp tài khoản tự luyện chủ động trên trang
Xem thêm thông tin khoá học & Nhận tư vấn miễn phí - TẠI ĐÂY