A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ

Bài toán thời gian

Đây là một bài toán có thể nói là quan trọng bậc nhất trong chương trình Vật lí phổ thông. Thấu hiểu cách làm và thấu hiểu phương pháp đường tròn đối với dao động điều hòa dạng  sẽ giúp chúng ta làm tốt các bài toán không chỉ ở chương dao động cơ, mà còn ở các chương khác như sóng cơ, dao động điện từ, điện xoay chiều. Vậy nên, bạn đọc hãy đọc kĩ phần này!

Phương pháp

Ta sẽ dùng phương pháp đường tròn (sử dụng mối quan hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa) để giải các bài toán về tính thời gian trong dao động điều hòa.

- Ví dụ, để tính được thời gian ngắn nhất khi vật đi từ vị trí  theo chiều âm như hình vẽ, ta cần xác định được góc mà vecto  quét được trên đường tròn, tức là cần tính được góc . Khi đó thời gian là

Ví dụ, vì sao ta lại nói đến thời gian ngắn nhất? Vì nó cụ thể, do đó nó hay xuất hiện trong các câu hỏi. Nếu chỉ nói thời gian vật đi từ vị trí  theo chiều âm đến  theo chiều âm thì ta có thể hiểu thời gian cần tính là: thời gian đi từ  theo chiều âm đến  theo chiều âm lần thứ k (hết thời gian ) rồi cộng với thời gian từ  theo chiều âm đến  theo chiều âm. Tức là nó hơn thời gian ngắn nhất một khoảng thời gian là  với k = 0,1,2,... ( chính là trường hợp thời gian ngắn nhất).

Ví dụ tiếp, nếu ta thay "đến  theo chiều âm"  bằng "đến  theo chiều dương"  thì kết quả là véc tơ  khi đó quét được góc  trong đó G' đối xứng với G qua Ox. Như vậy, rõ ràng với bài toán thời gian, ta cần biết vị trí, chiều chuyển động cụ thể của vật để có thể tính toán một cách chính xác hơn. Do đó, để tính được thời gian khi vật đi từ vị trí  đến vị trí  thì phương pháp chung là:

+Xác định tại vị trí  vật đang đi theo chiều nào (vận tốc dương hay âm. Nếu vận tốc dương thì vật đi theo chiều dương, vận tốc âm thì vật đi theo chiều âm). Khi đó ứng với chất điểm trên đường tròn là điểm nào?