Bố trí thí nghiệm hệ con lắc Barton như Hình 4.10 Mô hình gồm nhiều con lắc đơn

Giải Vật Lí 11 Bài 4: Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng - Chân trời sáng tạo

Luyện tập trang 30 Vật Lí 11: Bố trí thí nghiệm hệ con lắc Barton như Hình 4.10. Mô hình gồm nhiều con lắc đơn có chiều dài dây treo khác nhau được gắn trên cùng một dây treo đàn hồi. Khi con lắc số 1 được kích thích để dao động, những con lắc còn lại (từ số 2 đến 7) sẽ bắt đầu dao động. Giải thích vì sao chúng dao động và dự đoán về biên độ dao động của chúng. Thực hiện thí nghiệm kiểm chứng.

Lời giải:

Khi con lắc điều khiển số 1 được kéo sang một bên theo phương vuông góc với dây treo rồi thả cho dao động thì các con lắc từ 2 đến 7 cũng dao động theo với tần số giống nhau, biên độ khác nhau. Vì:

- Con lắc từ 2 đến 7 đang dao động cưỡng bức (thông qua con lắc điều khiển 1) nên tần số của các con lắc (2 đến 7) này bằng nhau và bằng tần số dao động của con lắc điều khiển 1.

- Biên độ của các con lắc (2 đến 7) khác nhau là do biên độ của dao động cưỡng bức không chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức mà còn phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệ dao động. Khi tần số của lực cưỡng bức càng gần tần số riêng thì biên độ dao động của hệ càng lớn.

Ta đã biết tần số của con lắc đơn: $f=\frac{1}{2\pi }\sqrt{\frac{g}{\mathcal{l}}}$ nên chiều dài càng lớn thì tần số riêng càng nhỏ, khi đó độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệ càng lớn dẫn đến biên độ dao động của hệ càng nhỏ.

Nhìn vào thí nghiệm ta thấy chiều dài các con lắc tăng dần từ 2 đến 7 nên tần số riêng của con lắc số 7 là nhỏ nhất, độ chênh lệch tần số lớn nhất nên biên độ dao động nhỏ nhất, ngược lại con lắc thứ 2 sẽ có biên độ dao động lớn nhất.

Lời giải Vật Lí 11 Bài 4: Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng hay khác:

• Mở đầu trang 26 Vật Lí 11: Bộ giảm chấn khối lượng (mass damper) (Hình 4.1) được sử dụng để ....

• Câu hỏi 1 trang 26 Vật Lí 11: Quan sát Hình 4.2 và mô tả chuyển động của xích đu, ván nhảy cầu sau khi ngừng tác dụng lực.....

• Câu hỏi 2 trang 26 Vật Lí 11: Nêu một số ví dụ thực tế khác về hiện tượng dao động tắt dần.....

• Luyện tập trang 27 Vật Lí 11: Bố trí sơ đồ thí nghiệm như Hình 4.4. Kéo vật nặng của con lắc lò xo khỏi vị trí cân bằng....

• Vận dụng trang 28 Vật Lí 11: Đưa ra một số ví dụ về tác hại và lợi ích của dao động tắt dần....

• Câu hỏi 3 trang 28 Vật Lí 11: Trên thực tế, sau khi được kích thích để dao động, xích đu (Hình 4.2a) ....

• Luyện tập trang 29 Vật Lí 11: Nêu một số ví dụ về dao động cưỡng bức trong thực tế.....

• Câu hỏi 4 trang 30 Vật Lí 11: Trình bày một số lợi ích và tác hại của hiện tượng cộng hưởng trong thực tế mà em đã biết.....

• Luyện tập trang 31 Vật Lí 11: Tìm hiểu và trình bày hoạt động của bộ giảm chấn khối lượng,.....

• Vận dụng trang 31 Vật Lí 11: Tìm hiểu và trình bày ngắn gọn phương án kĩ thuật để hạn chế thiệt hại cho các toà nhà....

• Bài 1 trang 31 Vật Lí 11: Cho ví dụ về một số ứng dụng của dao động tắt dần trong thực tiễn.....

• 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....

• Bài 3 trang 31 Vật Lí 11: Máy đo địa chấn được sử dụng để phát hiện và đo đạc những rung động địa chấn được tạo ra bởi sự dịch chuyển của lớp vỏ Trái Đất....

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

• Vật Lí 11 Bài 5: Sóng và sự truyền sóng

• Vật Lí 11 Bài 6: Các đặc trưng vật lí của sóng

• Vật Lí 11 Bài 7: Sóng điện từ

• Vật Lí 11 Bài 8: Giao thoa sóng

• Vật Lí 11 Bài 9: Sóng dừng

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải SBT Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải lớp 11 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 11 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 11 Cánh diều (các môn học)

---