Dao động điều hòa: pha nối li độ, vận tốc và gia tốc

〰️ Vì sao gia tốc luôn kéo vật về vị trí cân bằng?

Dao động điều hòa thỏa a=−ω²x. Khi x dương, a âm; khi x âm, a dương. Dấu trừ biểu thị gia tốc hướng về vị trí cân bằng.

Ba đồ thị li độ vận tốc gia tốc lệch pha, với vận tốc cực đại tại vị trí cân bằng — v sớm pha π/2 so với x; a ngược pha với x.

Phương trình

x=Acos(ωt+φ), v=−ωAsin(ωt+φ), a=−ω²x. Chu kì T=2π/ω.

Năng lượng

Với hệ lí tưởng, cơ năng E=mω²A²/2 không đổi. Thế năng lớn nhất ở biên; động năng và độ lớn vận tốc lớn nhất tại cân bằng.

⚠️ Vận tốc bằng zero không có nghĩa gia tốc bằng zero

Ở biên, v=0 nhưng |a|=ω²A lớn nhất. Tại cân bằng, a=0 nhưng |v|=ωA lớn nhất.

📚 Lý thuyết trọng tâm

Mục tiêu: Relate displacement, velocity, acceleration, phase and energy in simple harmonic motion with correct signs and extrema.. Khi học Dao động điều hòa: pha nối li độ, vận tốc và gia tốc, hãy xác định khái niệm, điều kiện áp dụng và mối liên hệ giữa các dữ kiện; không chỉ ghi nhớ kết luận.

🧭 Ví dụ có hướng dẫn

Chọn một tình huống điển hình của bài. Bước 1: ghi dữ kiện và câu hỏi cần giải quyết. Bước 2: chọn khái niệm hoặc quy tắc phù hợp. Bước 3: giải thích từng bước và kiểm tra kết quả với điều kiện ban đầu. Nếu đổi một dữ kiện, hãy dự đoán kết quả thay đổi thế nào.

✍️ Luyện tập

Tóm tắt bài bằng ba ý: khái niệm, điều kiện và kết luận.
Tự tạo một ví dụ đúng và một phản ví dụ; chỉ ra điểm quyết định.
Giải lại ví dụ khi thay đổi một dữ kiện, sau đó nêu cách kiểm chứng.

Checklist tự đánh giá

Tôi giải thích được “vì sao”, không chỉ nêu đáp án.
Tôi nhận ra trường hợp không áp dụng được quy tắc.
Tôi kiểm tra được đơn vị, bằng chứng hoặc tính hợp lí của kết luận.