Cộng hưởng sóng dừng là gì

Hiện tượng cộng hưởng là gì? Hiện tượng cộng hưởng xảy ra nào?

Khi giải bài toán về hiện tượng cộng hưởng bạn cần phải nắm vững khái niệm cũng như điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Bài viết dưới đây sẽ giải đáp chi tiết cho bạn và bài tập để giúp các bạn tự luyện! Hãy cùng theo dõi nhé!

Khái niệm hiện tượng cộng hưởng là gì?

Là hiện tượng ngoại lực hoặc một hệ dao động ép một hệ khác xung quanh nó dao động với biên độ lớn hơn ở một tần số hoạt động xác định.

Ví dụ nhạc cụ:

Những ví dụ tốt nhất về sự cộng hưởng có thể được quan sát thấy trong các loại nhạc cụ xung quanh chúng ta. Bất cứ khi nào bất kỳ người nào đánh, đánh, dàn, trống hoặc chỉnh sửa bất kỳ nhạc cụ nào, nhạc cụ đó sẽ được thiết lập dao động hoặc rung theo tần số rung tự nhiên của nhạc cụ đó.

Một dạng sóng dừng duy nhất xác định mỗi tần số dao động là một công cụ cụ thể. Các tần số tự nhiên này của một nhạc cụ được biết đến rộng rãi như là các sóng hài của một nhạc cụ cụ thể. Nếu một vật hoặc dụng cụ liên kết thứ hai dao động hoặc dao động với tần số xác định thì vật thứ nhất có thể dao động với tần số cao hơn tần số điều hòa riêng của nó. Hiện tượng được nêu trên chính là cộng hưởng.

Giải đáp: Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi nào?

Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi một hệ thống có thể lưu trữ và dễ dàng truyền năng lượng giữa các chế độ lưu trữ khác nhau, chẳng hạn như động năng hoặc thế năng như bạn thường thấy với một con lắc đơn giản. Hầu hết các hệ thống có một tần số cộng hưởng và nhiều tần số hài có biên độ thấp dần khi chúng di chuyển ra khỏi trung tâm.

Các loại hiện tượng cộng hưởng

Có nhiều loại cộng hưởng, và chúng là:

Hiện tượng cộng hưởng cơ học

Cộng hưởng cơ học có thể được định nghĩa là xu hướng của một hệ thống cơ học đáp ứng biên độ lớn hơn khi tần số dao động của nó phù hợp với tần số dao động tự nhiên của hệ thống [tần số cộng hưởng hoặc tần số cộng hưởng của nó] so với các tần số khác. Tần số cộng hưởng của lò xo được tính theo công thức: NSO=12XKNS

Trong đó:

• m là khối lượng của lò xo
• k là hằng số lò xo

Cộng hưởng cơ học có thể tạo ra rung động đủ mạnh để phá hủy đối tượng mà chúng xảy ra. Ví dụ, người lính diễu hành qua một cây cầu có thể thiết lập các rung động cực mạnh ở tần số tự nhiên của cây cầu và khiến nó rung chuyển. Vì lý do này, những người lính phá vỡ bước để đi qua một cây cầu. Vào năm 1940, gió giật ở Puget Sound Narrows, Tacoma, Washington khiến cho một cây cầu treo rung chuyển với tần số tự nhiên và cây cầu bị sập.

Hiện tượng cộng hưởng âm thanh

Cộng hưởng âm thanh là hiện tượng mà hệ thống âm thanh khuếch đại sóng âm có tần số trùng với một trong các tần số dao động tự nhiên của chính hệ thống âm thanh. Cộng hưởng âm thanh là một cân nhắc rất quan trọng đối với các nhà chế tạo nhạc cụ. Vì hầu hết các nhạc cụ âm thanh như chiều dài của ống trong ống sáo, dây và thân của đàn violin và hình dạng của màng trống đều sử dụng bộ cộng hưởng. Cộng hưởng âm thanh cũng rất quan trọng đối với thính giác của con người.

Hiện tượng cộng hưởng điện

Trong một đoạn mạch khi cảm kháng và cảm kháng bằng nhau thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện. Tần số cộng hưởng trong mạch LC được cho bởi công thức: =1LC

Phương pháp giải bài tập hiện tượng cộng hưởng điện:

• Điều kiện: Zn= Zc L= 1C LC2=1
• Cường độ dòng điện trong mạch cực đại: Imax= UZmin= UR= URR
• Điện áp hiệu dụng: UL= UC=> UR= U; P= Pmax= U2R
• Điện áp và cường độ dòng điện cùng pha [ nghĩa là φ = 0 ]
• Hệ số công suất cực đại là: cosφ = 1

Ứng dụng của hiện tượng cộng hưởng trong cuộc sống

Chúng ta bắt gặp nhiều ví dụ về sự cộng hưởng trong cuộc sống hàng ngày.

• Cú xoay là một ví dụ điển hình về hiện tượng cộng hưởng cơ học. Nó giống như một con lắc với tần số riêng phụ thuộc vào chiều dài của nó. Nếu một loạt các lực đẩy đều đặn được thực hiện cho xích đu, chuyển động của nó có thể được tạo ra rất lớn. Nếu đẩy không đều, xích đu sẽ khó rung.
• Những người lính cột khi hành quân trên cây cầu có nhịp dài được khuyên nên bẻ bước. Sự di chuyển nhịp nhàng của họ có thể tạo ra những dao động có biên độ lớn nguy hiểm trong cấu trúc cầu.
• Quay radio là ví dụ tốt nhất về hiện tượng cộng hưởng điện. Khi chúng ta xoay núm của một đài để điều chỉnh một đài, chúng ta đang thay đổi tần số riêng của mạch điện của máy thu sao cho nó bằng tần số truyền của đài. Khi hai tần số khớp với nhau, sự hấp thụ năng lượng là cực đại và đây là trạm duy nhất chúng ta nghe thấy.
• Một ví dụ điển hình khác của sự cộng hưởng là việc làm nóng và nấu chín thức ăn một cách hiệu quả và đồng đều bằng lò vi sóng. Sóng tạo ra trong loại lò này có bước sóng 12 cm, tần số 3450 MHz. Ở tần số này, các sóng được hấp thụ để cộng hưởng bởi người ăn và các phân tử chất béo trong thức ăn, làm nóng chúng và nấu chín thức ăn.

Một số bài tập về hiện tượng cộng hưởng điện

Về phần hiện tượng cộng hưởng các bài tập trọng tâm thường rơi vào phần cộng hưởng điện; và dưới đây là một số bài tập minh họa!

Bài tập 1

Đề bài: Đặt điện áp u = 2002cos100πt [V] vào hai đầu một điện trở thuần 100Ω . Công suất tiêu thụ của điện trở là bao nhiêu?

1. 800W B. 200W C. 300W D. 400W

Lời giải:

Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần [hoặc đoạn mạch xoay chiều có cộng hưởng điện]:

Pmax= U2R= 400W

Bài tập 2

Đề bài: Đặt điện áp u = 200cos100πt [V] vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 100 , cuộn cảm thuần và tụ điện mắc nối tiếp. Biết trong đoạn mạch đó có cộng hưởng điện. Cường độ hiệu dụng của dòng điện trong đoạn mạch bằng bao nhiêu?

1. 22 A B. 2 A C. 2 A D. 1A

Lời giải:

Khi đoạn mạch xảy ra cộng hưởng Z = R

Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là ICH= IMax= UR=1002100= 2

Bài tập 3

Đề bài: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số góc ω thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm có điện trở R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp nhau. Điều kiện để cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt giá trị cực đại là

1. 2LC=R B. 2LC=1
2. 2= R D. LC=1

Lời giải:

Dòng điện hiệu dụng trong mạch cực đại khi xảy ra cộng hưởng là ZL= ZC

2LC=1

Bài tập 4

Đặt điện áp xoay chiều vào trong hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Khi trong đoạn mạch có cộng hưởng điện thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch sẽ

1. lệch pha 90o so với cường độ dòng điện ở trong mạch.
2. trễ pha 60o so với dòng điện trong mạch.
3. cùng pha với cường độ dòng điện ở trong mạch.
4. sớm pha 30o so với cường độ dòng điện ở trong mạch.

Lời giải: Đoạn mạch có cộng hưởng thì u, i cùng pha.

Hy vọng với những kiến thức mà mayvesinhmienbac.com.vn vừa chia sẻ sẽ giúp bạn hiểu hơn về hiện tượng cộng hưởng. Chúc các bạn luôn học tập thật tốt và đừng quên đồng hành cùng chúng tôi mỗi ngày để cập nhật thêm những bài học bổ ích nữa nhé!

You may also like

• [Mới nhất] Lời chúc giáng sinh ý nghĩa cho gia đình năm 2021

  By thuyseo / November 30, 2021

• Khám phá các món ăn trong đêm Giáng sinh của một số quốc gia!

  By thuyseo / November 30, 2021

• Chia sẻ cách lau nhà sạch bóng cực kỳ đơn giản

  By thuyseo / November 29, 2021

• Tại sao máu có màu đỏ? Máu người có khi nào màu xanh không?

  By thuyseo / November 27, 2021

• Tại sao Châu Phi nghèo Nghịch lý của một châu lục giàu tài nguyên

  By thuyseo / November 26, 2021