DAO ĐỘNG TẮT DẦN.

Tiến hành thí nghiệm về dao động của con lắc lò xo trong các môi trường khác nhau như
không khí, nước/dầu và nước/dầu có gắn thêm vật cản

Con lắc lò xo dao động trong các môi trường
khác nhau

01

Trong không khí

03
Trong nước/dầu
có gắn vật cản

02

Trong nước/dầu

01

Con lắc lò xo dao động trong
môi trường không khí:

Dự đoán: Trường hợp trong không khí:
Dự đoán: Vật sẽ dao động điều hòa với
biên độ lớn và thời gian kéo dài hơn so
với các môi trường khác, vì không khí
có sức cản nhỏ.
Giải thích: Không khí có mật độ thấp,
nên lực cản của không khí tác động lên
vật là không đáng kể. Do đó, dao động
của vật sẽ ít bị suy giảm và có thể gần
như là dao động điều hòa.

Trường hợp trong không khí:

Con lắc lò xo dao động trong các môi trường
khác nhau

02

Trong nước/dầu

03
Trong nước/dầu
có gắn vật cản

02

Con lắc lò xo dao động trong
môi trường nước/ dầu:

Dự đoán: Trường hợp trong nước/dầu:
Dự đoán: Vật sẽ dao động chậm
hơn, biên độ giảm dần nhanh
hơn do lực cản từ chất lỏng.
Giải thích: Nước và dầu có mật độ
lớn hơn không khí, tạo ra lực cản
lớn hơn lên vật. Do đó, dao động
sẽ nhanh chóng bị suy giảm biên
độ, và thời gian dao động giảm đi
so với trong không khí.

Dự đoán: Trường hợp trong nước/dầu:

Con lắc lò xo dao động trong các môi trường
khác nhau

03
Trong nước/dầu
có gắn vật cản

03

Con lắc lò xo dao động trong
các môi trường nước/ dầu có
gắn thêm vật cản:

Dự đoán: Trường hợp trong nước/dầu có gắn
thêm vật cản:
Dự đoán: Dao động sẽ nhanh chóng bị tắt
dần, có thể kết thúc rất nhanh.
Giải thích: Vật cản làm tăng lực ma sát
và cản trở vật dao động nhiều hơn. Biên
độ dao động sẽ giảm mạnh và dao động
có thể nhanh chóng dừng lại.

Dự đoán: Trường hợp trong nước/dầu có gắn them vật cản:

Đồ thị trên minh họa dao động của con lắc lò xo trong ba trường hợp: trong không khí
(lực cản nhỏ nhất ), trong nước hoặc dầu (lực cản trung bình), và trong nước/dầu có gắn
vật cản (lực cản lớn). Bạn có thể thấy:
• Không khí (đường màu xanh): Dao động gần như điều hòa với biên độ giảm rất
chậm.
• Nước/dầu (đường màu xanh lá): Biên độ giảm nhanh hơn do lực cản lớn hơn, dao
động tắt dần rõ rệt hơn.
• Nước/dầu có vật cản (đường màu đỏ): Biên độ giảm rất nhanh và dao động gần
như dừng hẳn sau một thời gian ngắn.
Điều này phản ánh rõ rệt tác động của lực cản từ môi trường.

Tổng hợp kết quả thí nghiệm
*Nhận xét về biên độ dao động:
-Trong không khí:
• Biên độ dao động: Biên độ ban đầu lớn và giảm dần chậm.
• Giải thích: Không khí có mật độ thấp nên lực cản không đáng kể. Do đó, dao động gần như là dao
động điều hòa, biên độ chỉ giảm rất chậm qua từng chu kỳ do lực cản nhỏ từ không khí.
-Trong nước/dầu:
• Biên độ dao động: Biên độ ban đầu lớn nhưng giảm dần nhanh hơn so với trong không khí.
• Giải thích: Nước và dầu có mật độ lớn hơn không khí, nên lực cản của chất lỏng tác dụng lên vật
nặng làm giảm biên độ nhanh hơn. Lực cản này liên tục "ngăn cản" vật dao động, dẫn đến biên độ
giảm đáng kể qua từng chu kỳ.
-Trong nước/dầu có gắn vật cản:
• Biên độ dao động: Biên độ giảm mạnh và nhanh chóng gần như tắt dần.
• Giải thích: Vật cản làm tăng diện tích tiếp xúc giữa vật nặng và chất lỏng, dẫn đến lực cản lớn hơn
nhiều. Lực cản từ chất lỏng khiến dao động nhanh chóng bị tắt dần, có thể ngừng dao động hoàn
toàn chỉ sau một vài chu kỳ.

Tổng hợp kết quả thí nghiệm
*Giải thích nguyên nhân dao
động giảm dần:
-Nguyên nhân chính của sự
giảm biên độ dao động là
lực cản từ môi trường.
Trong mỗi chu kỳ, lực cản
làm mất mát năng lượng
của hệ thống. Mỗi lần vật
di chuyển, một phần năng
lượng của nó bị tiêu hao
để thắng lực cản này, dẫn
đến biên độ dao động
giảm dần.

Tổng hợp kết quả thí nghiệm
*Lực cản có chiều như thế nào so với chiều chuyển động?
-Lực cản luôn ngược chiều với chiều chuyển động của vật. Khi vật di chuyển lên, lực cản tác động
xuống dưới. Khi vật di chuyển xuống, lực cản tác động lên trên.
-Lực cản này phụ thuộc vào môi trường:
• Trong không khí, lực cản nhỏ nên tác động ít.
• Trong nước hoặc dầu, lực cản lớn hơn vì chất lỏng có mật độ cao hơn, và lực cản sẽ cản trở
đáng kể sự di chuyển của vật.
Kết luận:
Biên độ dao động giảm dần trong cả ba trường hợp (không khí, nước/dầu, và nước/dầu có vật cản), với
mức giảm dần khác nhau.
Lực cản của môi trường là nguyên nhân chính khiến dao động bị tắt dần, và lực cản này luôn ngược
chiều với chiều chuyển động của vật nặng.