VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 12 bài viết Bài tập về dao động tắt dần (có ma sát), nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 12.
Nội dung bài viết Bài tập về dao động tắt dần (có ma sát):
Bài tập về dao động tắt dần (có ma sát). Phương pháp giải và ví dụ minh họa. Bài toán liên quan đến độ giản biên độ, quãng đường đi được mà phần trăm năng lượng còn lại trong dao động tắt dần. Phương pháp. Lúc đầu cơ năng dao động là. Do ma sát nên cơ năng giảm dầno và cuối cùng nó dừng lại ở li độ x1 rất gần vị trí cân bằng. Gọi S là tổng quãng đường đi được kể từ lúc bắt đầu dao động cho đến khi dừng hẳn, theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng thì độ giảm cơ năng (W – Wi) đúng bằng công của lực ma sát (Ams = FS). Ta chỉ xét dao động tắt dần chậm nên độ giảm biên độ sau một chu kì rất nhỏ khi đó. Chứng minh: Độ giảm cơ năng sau một chu kì bằng công của lực ma sát thực hiện trong chu kì đó.
Ví dụ 1: Một vật khối lượng 100 g gắn với một lò xo có độ cứng 100 N/m, vật chỉ dao động được trên trục Ox nằm ngang trùng với trục của lò xo. Ban đầu, kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng 8 cm rồi truyền cho vật vận tốc 60 cm/s hướng theo phương Ox. Trong quá trình dao động vật luôn chịu tác dụng một lực cản không đổi 0,02 N. Tổng chiều dài quãng đường mà vật đi được từ lúc bắt đầu dao động cho tới lúc dừng lại.
Ví dụ 2: Một vật nhỏ đang dao động điều hòa dọc theo một trục nằm trên mặt phẳng ngang trên đệm không khí có li độ x = 2/2 cos(10mt + 1/2) (cm) (t đo bằng giây). Lấy gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. Nếu tại thời điểm t = 0, đệm không khí ngừng hoạt động, hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng là 0,1 thì vật sẽ đi thêm được tổng quãng đường là bao nhiêu? Ví dụ 3: Một con lắc lò xo có độ cứng 62,5 N/m, vật nặng có khối lượng m = 100 g dao động trên mặt phẳng nằm ngang, hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là u = 0,1; lấy g = 10m/s2. Kéo vật khỏi vị trí cân bằng một đoạn A rồi thả nhẹ. Quãng đường mà vật đã đi cho đến khi dừng hẳn là.