Trong một cửa hàng, cửa ra vào được thiết kế đóng tự động nhờ một hệ thống lò xo bên trong bản lề. Sau khi khách hàng mở cửa và ngừng tác dụng lực, cánh cửa sẽ dao động quanh trục quay và dừng lại ở vị trí ban đầu. Hãy cho biết đây là ứng dụng của hiện tượng nào và tìm hiểu nguyên lí hoạt động của cửa đóng tự động này.

Cho một dao động tắt dần, nếu xem gần đúng dao động tắt dần này là dao động điều hoà, cứ sau mỗi chu kì thì cơ năng của hệ sẽ giảm 24%. Hỏi sau khoảng bao nhiêu chu kì, biên độ của dao động sẽ giảm còn một nửa?

b) Biểu diễn trên đồ thị biên độ của viên bi theo tần số góc của ngoại lực tuần hoàn các điểm tương ứng với giá trị A₁ và A₂.

Một con lắc lò xo gồm viên bi nhỏ gắn vào một lò xo, viên bi có thể dao động điều hoà với tần số góc riêng 20 rad/s. Con lắc dao động cưỡng bức theo phương trùng với trục của lò xo dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn  $F=F_0\text{cos}\left(\text{Ω}t\right)$. Khi thay đổi  $\Omega$ ta ghi nhận được tại giá trị tần số góc 10 rad/s và 15 rad/s thì biên độ dao động của viên bi tương ứng là A₁ và A₂.

a) So sánh A₁ và A₂.

b) Âm thanh trong thính phòng to hơn phòng thông thường.

c) Cầu vồng sau mưa.

Trong các trường hợp sau, trường hợp nào có khả năng xảy ra hiện tượng cộng hưởng? Giải thích cơ chế cộng hưởng.

a) Đoàn người bước đều qua cầu, làm cầu rung lắc mạnh.

Hãy phân biệt dao động tắt dần và dao động cưỡng bức.

Hãy giải thích nguyên nhân gây ra dao động tắt dần.

Hãy nêu hai ví dụ cho mỗi hiện tượng: dao động tắt dần, dao động cưỡng bức và cộng hưởng trong đời sống.

Một con lắc lò xo dao động điều hoà trên mặt phẳng nằm ngang gồm một vật nhỏ có khối lượng 100 g gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng 98 N/m. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,02 . Lấy  $g=9,8\text{ m}/{\text{s}}^2$. Tính độ giảm biên độ sau mỗi lần vật qua vị trí cân bằng.

Một con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng 100 N/m gắn với vật nặng 100 g dao động điều hoà trong không khí dưới ngoại lực cưỡng bức  $F=F_0\text{sin}\left(50\pi t\right)\left(\text{N}\right)$. Để có thể xảy ra hiện tượng cộng hưởng, người ta thực hiện phương án nào sau đây?

Vật nhỏ nặng 100 g gắn với một lò xo nhẹ đang dao động điều hoà dọc theo một trục nằm trong mặt phẳng ngang trên đệm không khí có li độ  $x=\sqrt{2}\text{sin}\left(100\pi t-\frac{\pi }{3}\right)\left(\text{cm}\right)$. Nếu tắt đệm không khí, độ giảm cơ năng của vật đến khi vật hoàn toàn dừng lại là bao nhiêu?

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m gắn vào một lò xo có độ cứng 50 N/m. Tác dụng lên vật ngoại lực cưỡng bức  $F=40\text{cos}\left(10\pi t-\pi \right)\left(\text{N}\right)$ dọc theo trục lò xo thì hiện tượng cộng hưởng xảy ra. Lấy  ${\pi }^2=10$. Giá trị của m là

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 500 g gắn vào một lò xo có độ cứng 50 N/m. Con lắc này chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. Khi tần số góc của ngoại lực lần lượt là 5 rad/s và 8 rad/s thì biên độ của dao động con lắc lần lượt là A₁ và A₂. Hãy so sánh A₁ và A₂.

Một chiếc ô tô đang chạy trên đoạn đường lát gạch, cứ cách khoảng 5 m lại có một rãnh nhỏ. Tần số dao động riêng của khung xe trên các lò xo giảm xóc là 0,5 Hz. Ô tô bị xóc mạnh nhất khi chạy với tốc độ bao nhiêu?

Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi

Một vật có tần số riêng 20 Hz đang thực hiện dao động cưỡng bức dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn  $F=20\text{cos}\left(50\pi t+\pi \right)\left(\text{N}\right)$. Tần số dao động của vật trong giai đoạn ổn định là

Chỉ ra phát biểu sai.

Phát biểu nào dưới đây không đúng khi nói về dao động tắt dần?

Khi không còn ngoại lực duy trì, dao động của con lắc đơn trong không khí bị tắt dần do

d) Tốc độ của vật tại vị trí mà động năng bằng 5/11 thế năng.

b) Biên độ dao động của vật.

Một vật khối lượng 2 kg có thể dao động điều hoà trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát với tần số góc là 4 rad/s. Để kích thích vật dao động điều hoà, tại thời điểm  $t=0$, kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng 10 cm và truyền cho vật một vận tốc có độ lớn 1 m/s hướng về vị trí cân bằng. Hãy xác định:

a) Động năng của vật tại vị trí cân bằng.

Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 0,2 kg gắn vào một lò xo. Kích thích cho con lắc dao động với biên độ 6 cm và tần số góc 5 rad/s  Tính động năng của chất điểm khi nó đi qua vị trí có li độ 2 cm.

Cho khối lượng của vật dao động là 300 g và phương trình li độ của một vật dao động điều hoà là  $x=10\text{cos}\left(20t+\frac{\pi }{3}\right)\left(\text{cm}\right)$. Tính cơ năng trong quá trình dao động.

Cho một vật dao động điều hoà thực hiện 20 dao động trong 10 giây, khi vật qua vị trí cân bằng, tốc độ của vật là  $16\pi \text{cm/s.}$Chọn gốc thời gian là lúc vật ở vị trí có li độ 2 cm và đang chuyển động về vị trí cân bằng. Trong quá trình dao động, thế năng bằng ba lần động năng lần thứ hai kể từ khi bắt đầu chuyển động tại thời điểm nào?

Tỉ số thế năng và cơ năng của một vật dao động điều hoà tại thời điểm tốc độ của vật bằng 25% tốc độ cực đại là bao nhiêu?

Một vật dao động điều hoà có phương trình li độ là   $x=5\text{cos}\left(10t\right)$ (x tính bằng cm, t tính bằng s). Động năng và thế năng biến thiên tuần hoàn với tần số góc bằng bao nhiêu?

Khi nói về một vật dao động điều hoà với biên độ A và tần số f, trong những phát biểu dưới đây:

(1) Cơ năng biến thiên tuần hoàn với tần số 2f.

(2) Cơ năng bằng thế năng tại thời điểm vật ở biên.

(3) Cơ năng tỉ lệ thuận với biên độ dao động.

(4) Khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên, thế năng giảm, động năng tăng.

(5) Khi vật đi từ biên về vị trí cân bằng, thế năng giảm, động năng tăng.

Số phát biểu đúng là

Một vật dao động điều hoà theo chu kì T. Trong quá trình dao động, thế năng dao động có giá trị

b) Li độ của vật tại thời điểm $t=1,4\text{ s}$.

Xét một con lắc lò xo đang dao động điều hoà với đồ thị gia tốc - thời gian được thể hiện như Hình 2.3. Biết tần số góc của con lắc lò xo được xác định bởi biểu thức  $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}$, trong đó m là khối lượng của vật nặng, k là độ cứng của lò xo. Với lò xo được sử dụng có độ cứng là 100 N/m và lấy  ${\pi }^2=10.$ Hãy xác định:

a) Khối lượng của vật nặng.

Một vật dao động điều hoà với biên độ 6 cm, tần số 25 Hz. Chọn gốc thời gian là lúc vật có li độ  $3\sqrt{3}\text{ cm}$ và chuyển động cùng chiều với chiều dương đã chọn. Viết phương trình li độ của vật dao động.

Một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng bằng 200 g gắn vào lò xo có độ cứng 200 N/m, có thể thực hiện dao động trên một mặt phẳng có ma sát không đáng kể. Kích thích để vật dao động điều hoà quanh vị trí cân bằng. Biết rằng trong khoảng thời gian 0,4 s vật đi được tổng quãng đường bằng 80 cm. Tính biên độ dao động của vật. Biết tần số góc của con lắc lò xo được xác định bởi biểu thức  $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}$, trong đó m là khối lượng của vật nặng, k là độ cứng của lò xo. Lấy  ${\pi }^2=10$.

Một vật dao động điều hoà có phương trình vận tốc là:  $v=18\text{cos}\left(2t+\pi \right)\left(\text{cm}/\text{s}\right)\text{. }$Hãy xác định li độ của vật tại thời điểm  $t=\frac{\pi }{3}\text{ s}$.

Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 200 g gắn vào lò xo có độ cứng 50 N/m. Con lắc dao động điều hoà với biên độ 5 cm. Biết tần số góc của con lắc lò xo được xác định bởi biểu thức  $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}$, trong đó m là khối lượng của vật nặng, k là độ cứng của lo xo. Xác định gia tốc cực đại của vật.

Phương trình li độ của một chất điểm dao động điều hoà có dạng là:  $x=A\text{cos}\left(\omega t+\pi \right)$. Hãy xác định vị trí của vật tại thời điểm ban đầu.

Một vật dao động điều hoà có phương trình li độ: $x=10\text{cos}\left(2t+\pi \right)\left(\text{cm}\right).$ Hãy xác định biên độ, tần số góc, pha ban đầu của dao động.