Diễn Đàn Vật Lý | Thư Viện Vật Lý

16, Một con lắc lò xo được đặt nằm ngang gồm lò xo có độ cứng K = 40 N/m và vật nặng khối lượng m = 400g. Từ vị trí cân bằng kéo vật ra một đoạn 8cm rồi thả nhẹ cho vật dao động. Sau khi thả vật [tex]\frac{7\pi .}{30}[/tex]s thì giữ đột ngột điểm chính giữa của lò xo khi đó. Biên độ của vật sau khi giữ lò xo là?

17, Một con lắc lò xo nằm ngang có k = 100N/m, m = 100g, hệ số ma sát giữa vật và sàn là [tex]\mu =0,02[/tex], lấy g= [tex]\pi ^{2}[/tex]= 10m/[tex]s^{2}[/tex]. Đưa vật tới vị trí lò xo giãn 2cm rồi truyền cho vật vận tốc đầu 20cm/s hướng về vị trí cân bằng. Xác định thế năng cực đại trong quá trình dao động.

18, Đặt điện áp u =[tex]100\sqrt{6}cos(100\pi t)[/tex](V) vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp. Biết cuộn cảm thuần có độ tự cảm thay đổi được. Điều chỉnh độ tự cảm L để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện là 200V. Giá trị cực đại đó là?

19, Một con lắc đơn có khối lượng vật nặng là m, chiều dài dây treo là 1m, dao động điều hòa dưới tác động của ngoại lực [tex]F=F_{o}cos(2\pi ft+\frac{\pi .}{2}N[/tex]Lấy g=10m/[tex]s^{2}[/tex]. Nếu tần số f của ngoại lực thay đổi từ 1Hz đến  2Hz thì biên độ dao động của con lắc sẽ"
A. tăng rồi giảm.
B. không thay đổi
C. tăng
D. giảm

20, Đặt vào hai đầu sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng một điện áp xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng không đổi thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu thứ cấp để hở là 100V. Ở cuộn thứ cấp nếu giảm bớt n vòng dây thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu thứ cấp để hở là U, nếu tăng thêm n vòng dây thì điện áp đó là 2U. Nếu tăng thêm 3n vòng dây ở cuộn thứ cấp thì điện áp hiệu dụng hai đầu thứ cấp để hở là bao nhiêu?

Điều chỉnh L để Ul max  ,ta có biểu thức : [tex]UL^{2}-ULUC-U^{2}=0[/tex] -->UL=300  8-x
 

Từ công thức máy biến áp ta có:[tex]\frac{U_{1}}{U_{2}}=\frac{N_{1}}{N_{2}}\Rightarrow U_{2}=\frac{N_{2}}{N_{1}}.U_{1}[/tex]
Áp dụng cho từng trường hợp ta có:[tex]100=\frac{N_{2}}{N_{1}}.U_{1}(1)[/tex]
[tex]U=\frac{N_{2}-n}{N_{1}}.U_{1}(2)[/tex]
[tex]2U=\frac{N_{2}+n}{N_{1}}.U_{1}(3)[/tex]
[tex]U_{2x}=\frac{N_{2}+3n}{N_{1}}.U_{1}(4)[/tex]
Từ (2) và (3) ta có:[tex]n=\frac{N_{2}}{3}[/tex]
Thay vào phương trình (4) ta có:[tex]U_{2x}=\frac{2N_{2}}{N_{1}}U_{1}=200V[/tex]

ban đầu [tex]\frac{U1}{U2}=\frac{N1}{N2}[/tex] (1)
 Nếu giảm đi n vòng thứ thì : [tex]\frac{U1}{U}=\frac{N1}{N2-n}[/tex](2)

 Nếu Tăng thêm n vòng thứ thì:[tex]\frac{U1}{2U}=\frac{N1}{N2+n}[/tex] (3)

Từ 2 và 3 --->N2=3n

Khi tăng thêm 3n vòng thứ thì : [tex]\frac{U1}{U'}=\frac{N1}{N2+3n}[/tex]

<-->[tex]\frac{100N1}{N2U'}=\frac{N1}{N2+3n}[/tex]  --->U'=200V

Thế năng cực đại trong quá trình dao động chính là thời điểm khi lò xo bị nén cực đại lần đầu tiên.
Áp dụng định lý biến tiên cơ năng ta có:[tex]W_{2}-W_{1}=A_{c}\Leftrightarrow W_{tmax}-(\frac{1}{2}m.v^{2}+\frac{1}{2}k.x^{2})=-F_{ms}.S[/tex]
Biên độ của con lắc khi không có sức cản của lực ma sát là:[tex]A=\sqrt{x^{2}+\frac{v^{2}}{\omega ^{2}}}=\sqrt{2^{2}+\frac{20^{2}.0,1}{100}}\approx 2,1cm[/tex]
vị trí cân bằng mới cách vị trí cân bằng ban đầu là:[tex]x_{0}=\frac{\mu mg}{k}=\frac{0,02.0,1.10}{100}=2.10^{-4}m=0,02cm[/tex]
Vị trí biên khi lò xo bị nén cực đại so với vị trí cân bằng ban đầu là: [tex]A_{1}=A-2.x_{0}=2,1-2.0,02=2,06cm[/tex]
Vậy S=2cm+x0+A1=4,08cm. Vậy thế năng cực đại là:[tex]W_{tmax}=\frac{1}{2}.0,01.0,2^{2}+\frac{1}{2}.100.0,02^{2}-0,02.0,1.10.0,00408\approx 0,02J[/tex]

Tham khảo link sẽ có lời giải chi tiết:
http://thuvienvatly.com/forums/index.php?topic=8770.msg40888#msg40888

Tần số dao động riêng của con lắc  : [tex]f_{o}=\frac{1}{2\pi }\sqrt{\frac{g}{l}}=0,5 Hz[/tex]
Tần số của ngoại lực f > fo ==> f tăng thì biên độ dao động cưỡng bức giảm.

Câu này khá đơn giản. Nếu tần số của lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng của con lắc đơn sẽ xảy ra cộng hưởng. Nếu khác thì biên độ dao động chắc chắn nhỏ hơn giá trị cộng hưởng. Ta có tần số dao động của con lắc đơn là:[tex]f_{0}=\frac{1}{2\pi }\sqrt{\frac{g}{l}}=\frac{1}{2\pi }\sqrt{\frac{10}{1}}\approx 0,5Hz[/tex]
Vậy khi tần số ngoại lực thay đổi từ 1Hz đến 2Hz tức là càng xa giá trị cộng hưởng vậy biên độ giảm.

xem link : http://thuvienvatly.com/forums/index.php?topic=7317 (http://thuvienvatly.com/forums/index.php?topic=7317)