Hình 4.1. Đồ thị dao động tắt dần trong môi trường có lực cản nhỏ

Dao động có biên độ giảm dần theo quy luật khi có lực cản nhỏ được gọi là dao động tắt dần. Kí hiệu A₀ để chỉ biên độ dao động của vật trong chu kì đầu tiên. Sau mỗi chu kì, biên độ của dao động giảm dần.

Ví dụ: bộ phận giảm chấn của ô tô

Hình 4.2. Bộ phận đàn hồi và bộ phận giảm chấn trong hệ thống trao của ô tô

1.2.1. Dao động cưỡng bức

Dao động của vật chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức biến thiên tuần hoàn thì được gọi là dao động cưỡng bức. Lúc này, vật dao động với tần số bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức.

Ví dụ: khi dừng chờ đèn đỏ, xe máy không tắt máy, người ngồi trên xe thấy thân xe máy dao động, đó là dao động cưỡng bức dưới tác dụng của lực cưỡng bức tuần hoàn gây ra bởi chuyển động của pit-tông trong xilanh của động cơ.

1.2.2. Hiện tượng cộng hưởng

· 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 f0 của hệ dao động được gọi là hiện tượng cộng hưởng.

· Điều kiện f = f₀ được gọi là điều kiện cộng hưởng.

· Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng, vật hấp thụ được năng lượng lớn nhất có thể từ ngoại lực do tốc độ tiêu hao năng lượng bởi lực cản bằng tốc độ cung cấp năng lượng của ngoại lực.

Hình 4.3. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của biên độ dao động cưỡng bức vào tần số của ngoại lực

1.2.3. Lợi ích và tác hại của hiện tượng cộng hưởng

· Hiện tượng cộng hưởng có lợi, ví dụ như hộp cộng hưởng của các nhạc cụ như đàn ghita, violon,… có vai trò giúp cho không khí trong hộp có thể dao động cộng hưởng với những tần số dao động khác nhau của dây đàn.

· Hiện tượng cộng hưởng có hại, ví dụ như vào ngày 6/2000 ngay trong ngày đầu khánh thành, cầu đi bộ Millennium ở Anh đã rung lắc cực mạnh dưới tác dụng của hơn 2000 người trên cầu. Nguyên nhân là do cây cầu có tần số dao động riêng, khi nhiều người đi bộ trên cầu tạo ra dao động có tần số gần bằng với tần số riêng của cầu, dẫn đến hiện tượng cộng hưởng.

Hình 4.4. Cầu Millennium (Anh)

• Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian được gọi là dao động tắt dần. • Dao động gây ra bởi một ngoại lực cưỡng bức biến thiên tuần hoàn được gọi là dao động cưỡng bức. Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức. • Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng f, của hệ dao động được gọi là hiện tượng cộng hưởng. • Hiện tượng cộng hưởng có nhiều lợi ích nhưng cũng có thể gây ra nhiều tác hại.