Thí nghiệm vui · Vật lý 11 · Dao động
Con lắc cộng hưởng trên sợi dây căng
Treo nhiều con lắc trên cùng một sợi dây: kích thích một con lắc, chỉ con lắc cùng chiều dài dao động mạnh theo.
🧰 Chuẩn bị
- Sợi dây căng ngang giữa hai ghế
- 4 – 5 sợi chỉ có độ dài khác nhau và 2 sợi dài bằng nhau
- Vật nặng nhỏ (đai ốc, cục tẩy)
🤔 Dự đoán trước khi làm
Kéo cho con lắc A dao động: con lắc nào sẽ dao động mạnh nhất?
Ghi dự đoán của em ra giấy, sau khi làm thí nghiệm hãy so sánh xem em đoán đúng không nhé!
🧪 Cách làm
- Treo các con lắc lên dây căng: hai con lắc dài bằng nhau (A và B) đặt cách xa nhau, các con lắc khác dài ngắn khác nhau.
- Giữ yên tất cả, chỉ kéo con lắc A ra rồi thả cho dao động.
- Quan sát các con lắc khác trong 1 – 2 phút.
👀 Hiện tượng
Bấm để xem hiện tượng (sau khi đã làm thí nghiệm)
Các con lắc khác chỉ rung nhẹ, riêng con lắc B (cùng chiều dài với A) dao động ngày càng mạnh, có lúc mạnh hơn cả A.
Em quan sát thấy:
💡 Giải thích
Bấm để xem giải thích
Con lắc A dao động làm dây treo rung, tác dụng lực cưỡng bức tuần hoàn lên các con lắc khác với tần số bằng tần số của A. Con lắc nào có tần số riêng \(f_0 = \dfrac{1}{2\pi}\sqrt{\dfrac{g}{\ell}}\) bằng tần số lực cưỡng bức sẽ xảy ra cộng hưởng — biên độ cực đại. Năng lượng còn “truyền qua lại” giữa A và B.
Em hãy giải thích hiện tượng bằng kiến thức đã học:
🚀 Thử thêm
- Vì sao đoàn quân không được đi đều bước khi qua cầu?
- Cộng hưởng có lợi: hộp cộng hưởng của đàn ghi-ta, lò vi sóng.