Thư Viện Công Thức Vật Lý

Pha tại một điểm I trên đường trung trực : ${\phi }_I=-\frac{2\pi d}{\lambda }+\frac{{\phi }_2+{\phi }_1}{2}$  (Do $d_1=d_2=d=S_{1}M=S_{1}B$  và  $\cos \left(\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2}\right)>0$) 

Pha của nguồn : ${\phi }_1={\phi }_2=0$

$$\begin{gathered} {\phi }_1+\frac{2\pi d}{\lambda }-\frac{{\phi }_1+{\phi }_2}{2}=k2\pi \left(k>1,\in \mathrm{\mathbb{Z}}\right) \\ \iff \frac{2\pi d}{\lambda }-\frac{∆\phi }{2}=k2\pi \\ {S}_{1}M<d<S_{1}I \\ \Rightarrow \frac{S_{1}M}{\lambda }<k+\frac{∆\phi }{4\pi }<\frac{S_{1}I}{\lambda } \end{gathered}$$

Khi $\cos \left(\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2}\right)<0$

Pha tại một điểm I trên đường trung trực :

${\phi }_I=-\frac{2\pi d}{\lambda }+\frac{{\phi }_2+{\phi }_1}{2}+\pi$

$$\begin{gathered} {\phi }_1+\frac{2\pi d}{\lambda }-\frac{{\phi }_1+{\phi }_2}{2}-\pi =k2\pi \left(k>1,\in \mathrm{\mathbb{Z}}\right) \\ \iff \frac{2\pi d}{\lambda }-\frac{∆\phi }{2}=k2\pi +\pi \\ {S}_{1}M<d<S_{1}I \\ \Rightarrow \frac{S_{1}M}{\lambda }<k+\frac{∆\phi }{4\pi }+0,5<\frac{S_{1}I}{\lambda } \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} ∆d_{S1}=S_1{S}_2 \\ ∆d_{S2}=-S_1{S}_2 \\ ∆d_M=\left(k+\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2\pi }+0,5\right) \\ ∆d_{S1}<∆d_M<∆d_{S1} \\ \Rightarrow \frac{-S_1{S}_2}{\lambda }-\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2\pi }-0,5<k<\frac{S_1{S}_2}{\lambda }-\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2\pi }-0,5 \end{gathered}$$

k chọn số nguyên

Với 2 nguồn cùng pha : số cực tiểu luôn chẵn

Với 2 nguồn ngược pha : số cực tiểu luôn lẻ

$A_M=2A\left|\cos \left(\frac{\pi }{\lambda }\left(d_2-d_1\right)-\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2}\right)\right|$

$$\begin{gathered} A_M max =2A \iff \sin \left(\frac{\pi }{\lambda }\left(d_2-d_1\right)-\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2}\right)=0 \\ \iff \frac{\pi }{\lambda }\left(d_2-d_1\right)-\left(\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2}\right)=\left(k\right)\pi \\ \iff ∆d=\left(k+\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2\pi }\right) \end{gathered}$$

$d_{2M}=S_{2}M;d_{1M}=S_{1}M$ ;Khoảng cách từ M đến 2 nguồn

Khi hai nguồn cùng pha:

k=0: cực đại trung tâm

k=$\pm$1 : cực đại thứ 1

$A_M=2A\left|\cos \left(\frac{\pi }{\lambda }\left(d_2-d_1\right)-\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2}\right)\right|$

$$\begin{gathered} A_M min =0 \iff \cos \left(\frac{\pi }{\lambda }\left(d_2-d_1\right)-\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2}\right)=0 \\ \iff \frac{\pi }{\lambda }\left(d_2-d_1\right)-\left(\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2}\right)=\left(k+0,5\right)\pi \\ \iff ∆d=\left(k+0,5+\frac{{\phi }_2-{\phi }_1}{2\pi }\right) \end{gathered}$$

$d_{2M},d_{1M}$ ;Khoảng cách từ M đến 2 nguồn

$d_{2M}=S_{2}M;d_{1M}=S_{1}M$

$k=0$: Cực tiểu thứ 1 bên trái

$k=-1$: Cực tiểu thứ  1 bên phải

$A_M$ :Biên độ tổng hợp tại M

$A_M\le 2A$

$d_2=S_{2}M;d_1=S_{1}M$

$∆\phi ={\phi }_2-{\phi }_1$

$$\begin{gathered} d_{2M}=S_{2}M \\ {d}_{1M}=S_{1}M \end{gathered}$$

$u_M$ li độ tại M

$A_M=2A\left|\cos \left(\frac{\pi \left(d_{2M}-d_{1M}\right)}{\lambda }-\frac{∆\phi }{2}\right)\right|$ là biên độ sóng tại M

$∆\phi ={\phi }_2-{\phi }_1$

${\phi }_M=-\frac{\pi \left(d_{2M}+d_{1M}\right)}{\lambda }+\frac{{\phi }_1+{\phi }_2}{2}$ khi $\cos \left(\frac{\pi \left(d_{2M}-d_{1M}\right)}{\lambda }-\frac{∆\phi }{2}\right) >0$

${\phi }_M=-\frac{\pi \left(d_{2M}+d_{1M}\right)}{\lambda }+\frac{{\phi }_1+{\phi }_2}{2}+\pi$ khi $\cos \left(\frac{\pi \left(d_{2M}-d_{1M}\right)}{\lambda }-\frac{∆\phi }{2}\right) <0$

Lưu ý:

Thời gian đi từ 2 biên vào đến các vị trí đặc biệt:

+ Từ biên về vị trí  $x=\pm \frac{A\sqrt{3}}{2}$ là $\frac{T}{12}$.

+ Từ biên về vị trí  $x=\pm \frac{A\sqrt{2}}{2}$ là $\frac{T}{8}$.

+ Từ biên về vị trí  $x=\pm \frac{A}{2}$ là $\frac{T}{6}$.

+ Từ biên về vị trí cân bằng là $\frac{T}{4}$.

Chú thích:

$\omega$: Tốc độ góc (Tần số góc) $(rad/s)$.

$f$: Tần số dao động $\left(Hz\right)$.

T: Chu kỳ dao động $\left(s\right)$.

$A$: Biên độ dao động $(cm, m)$.

$v$: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ $x$ $(cm/s, m/s)$.

$a$: Gia tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x $(cm/s^2, m/s^2)$.

$v_{max}$: Vận tốc cực đại của chất điểm $(cm/s, m/s)$.

$a_{max}$: Gia tốc cực đại của chất điểm $(cm/s^2, m/s^2)$.

$x:$ Li độ của chất điểm trong dao động điều hòa $\left(cm\right)$.

Chứng minh các công thức:

+ Từ công thức tính tần sô : $f=\frac{\omega }{2\mathrm{\pi }} \iff \omega =2\pi f$.

+ Từ công thức tính chu kỳ: $T=\frac{2\mathrm{\pi }}{\omega } \iff \omega =\frac{2\mathrm{\pi }}{T}$.

+ Từ công thức vận tốc cực đại và gia tốc cực đại của chất điểm : $\left\{\begin{array}{l}{v}_{max}=\omega A\\ a_{max}={\omega }^{2}A\end{array}\right. \Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\frac{a_{max}}{v_{max}}=\frac{{\omega }^{2}A}{\omega A}=\omega \Rightarrow \omega =\frac{a_{max}}{v_{max}}\\ \omega =\frac{v_{max}}{A}\\ \omega =\sqrt{\frac{a_{max}}{A}}\end{array}\right.$

+ Từ công thức độc lập thời gian: $x^2+\frac{v^2}{{\omega }^2}=A^2 \iff \frac{v^2}{{\omega }^2}=A^2-x^2 \iff {\omega }^2=\frac{v^2}{A^2-x^2} \Rightarrow \omega =\frac{\left|v\right|}{\sqrt{A^2-x^2}}$

+ Công thức độc lập thời gian tại từng thời điểm $t_1;t_2$ là:

$\left\{\begin{array}{l}{x}_1^2+\frac{v_1^2}{{\omega }^2}=A^2\\ x_2^2+\frac{v_2^2}{{\omega }^2}=A^2\end{array}\right.\Rightarrow x_1^2+\frac{v_1^2}{{\omega }^2}=x_2^2+\frac{v_2^2}{{\omega }^2}\iff x_1^2-x_2^2=\frac{v_2^2-v_1^2}{{\omega }^2}\Rightarrow \omega =\sqrt{\frac{\left|v_1^2-v_2^2\right|}{\left|x_1^2-x_2^2\right|}}$

Khái niệm:

Tần số của dao động điều hòa là số dao động chất điểm thực hiện được trong một giây.

Chú thích:

$f$: Tần số dao động $(1/s)$ $\left(Hz\right)$.

$\omega$: Tần số góc (tốc độ góc) $(rad/s)$.

$T$: Chu kỳ dao động của vật $\left(s\right)$.

$N$: Số dao động mà chất điểm thực hiện được trong khoảng thời gian $t$.

$t:$ Thời gian thực hiện hết số dao động $\left(s\right)$.