Thế nào là dao động cưỡng bức? So sánh dao động cưỡng bức và dao động duy trì

1. Dao động cưỡng bức

1.1 Dao động cưỡng bức là gì?

Dao động cưỡng bức là dao động được tạo ra bằng cách tác dụng lên hệ một ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian. Lực này cung cấp năng lượng cho hệ để bù lại phần năng lượng mất mát do ma sát. Dao động của hệ gọi là dao động cưỡng bức.

1.2 Ví dụ về dao động cưỡng bức

Khi đến bến xe buýt, xe chỉ tạm dừng nên không tắt máy, thân xe dao động. Dao động đó dao động cưỡng bức dưới tác dụng của lực cưỡng bức tuần hoàn gây ra bởi chuyển động của pit tông trong xi lanh của máy nổ.

1.3 Đặc điểm của dao động cưỡng bức

Biên độ không đổi, tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức

Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào tần số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vậy là đúng hay sai? Biên độ dao động cưỡng bức không chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức mà còn phụ thuộc vào cả độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệ dao động.

Nếu tần số của lực cưỡng bức càng gần tần số riêng thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn.

Lực cản môi trường càng nhỏ thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn hoặc ngược lại.

2. Dao động duy trì

Dao động duy trì là dao động được tạo ra bằng cách cung cấp cho hệ một năng lượng đúng bằng năng lượng nó đã mất sau mỗi chu kì dao động.

Hệ dao động được cung cấp năng lượng thông qua cơ cấu được điều khiển bởi chính hệ đó.

Ví dụ về dao động duy trì: Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì

Tần số dao động duy trì: Bằng tần số dao động riêng của hệ              

3. So sánh dao động cưỡng bức và dao động duy trì

Giống nhau: Cả 2 dao động này đều là cách kéo dài một dao động tắt dần.

Khác nhau: Ở dao động duy trì thì tần số dao động bằng tần số dao động riêng của hệ. Còn với dao động cưỡng bức, tần số dao động bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức.

4. Hiện tượng cộng hưởng là gì?

Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng fo của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng.

Tác dụng hiện tượng cộng hưởng: trong việc ứng dụng làm hộp đàn ghita, violon, …

Tác hại hiện tượng cộng hưởng: Nếu tần số ngoại lực bằng với tần số dao động riêng của hệ sẽ làm cho hệ dao động với biên độ rất lớn, gây ra hiện tượng hư hỏng, đổ gãy. Vậy nên khi thiết kế cây cầu, bệ máy, khung xe, … cần phải lưu ý để cho tần số dao động riêng của chúng phải khác nhiều so với tần số của các lực cưỡng bức thường xuyên tác dụng lên.

Trên đây là những thông tin cơ bản về dao động cưỡng bức. Hy vọng bài viết đem lại cho bạn những thông tin hữu ích.