Mẹo Hướng dẫn Cách tính lực đàn hồi của lò xo lớp 12 Chi Tiết
Họ và tên học viên đang tìm kiếm từ khóa Cách tính lực đàn hồi của lò xo lớp 12 được Update vào lúc : 2022-12-02 16:10:21 . Với phương châm chia sẻ Bí kíp Hướng dẫn trong nội dung bài viết một cách Chi Tiết 2022. Nếu sau khi đọc tài liệu vẫn ko hiểu thì hoàn toàn có thể lại phản hồi ở cuối bài để Mình lý giải và hướng dẫn lại nha.CÁC DẠNG BÀI TẬP - PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Nội dung chính Show- Hướng và điểm đặt lực đàn hồi của lò xoGiới hạn đàn hồi của lò xoCông thức tính lực đàn hồi của lò xo ( Công thức định luật Húc)Bài tập tính lực đàn hồi của lò xo ( Định luật Húc)
1. Dạng 1: Tính chiều dài của lò xo trong quá trình vật xấp xỉ
Gọi chiều dài tự nhiên của lò xo là l0.
- Khi con lắc lò xo nằm ngang:
+ Lúc vật ở VTCB, lò xo không biến thành biến dạng,
+ Chiều dài cực lớn của lò xo: (l_rmmax = l_0 + A)
+ Chiều dài cực tiểu của lò xo: (l_rmmin = l_0 - A)
+ Chiều dài ở li độ x: (l = l_0 + x)
- Khi con lắc lò xo sắp xếp thẳng đứng hoặc nằm nghiêng một góc αvà treo ở dưới.
+ Độ biến dạng của lò xo khi vật ở VTCB:
- Con lắc lò xo treo thẳng đứng: (Delta l_0 = fracmgk)Con lắc lò xo nằm nghiêng góc α: (Delta l_0 = fracmgsin alpha k)
+ Chiều dài lò xo khi vật ở VTCB: (l_vtcb = l_0 + Delta l)
+ Chiều dài ở li độ x: (l = l_0 + Delta l_0 + x)
+ Chiều dài cực lớn của lò xo: (l_rmmax = l_0 + Delta l_0 + A)
+ Chiều dài cực tiểu của lò xo: (l_rmmin = l_0 + Delta l_0 - A)
2. Dạng 2: Lực kéo về
(Frm = - rm kxrm = - rm momega ^2x)
Đặc điểm:
* Là lực gây xấp xỉ cho vật.
* Luôn khuynh hướng về VTCB
* Biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ
3. Dạng 3: Lực đàn hồi - Lực hồi sinh cực lớn, cực tiểu.Có độ lớn (F_dh = rm kx^*) (x* là độ biến dạng của lò xo)
- Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực kéo về và lực đàn hồi là một (vì tại VTCB lò xo không biến dạng)
- Với con lắc lò xo thẳng đứng hoặc đặt trên mặt phẳng nghiêng:
+ Độ lớn lực đàn hồi có biểu thức:
- (F_dh = rm k|Delta l_0 + rm x|) với chiều dương hướng xuống(F_dh = kleft| Delta l_0 - rm x right|) với chiều dương hướng lên
+ Lực đàn hồi cực lớn (lực kéo): (F_rmmax = kleft( Delta l_0 + A right) = F_Kmrmax) (lúc vật ở vị trí thấp nhất)
+ Lực đàn hồi cực tiểu:
- Nếu(Arm < Delta l_0 to F_Min = rm k(Delta l_0 - rm A) = F_KMin)Nếu (Arm ge Delta l_0 to F_Min = 0) (lúc vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng)
+ Lực đẩy (lực nén) đàn hồi cực lớn: $F_Nmrmax = kleft( A - Delta l_0 right)$ (lúc vật ở vị trí cao nhất)
+ Lực đàn hồi, lực hồi sinh:
- Lực đàn hồi:
(beginarraylF_dh = k(Delta l + x)rm \ Rightarrow left{ beginarray*20cF_dh_rmMax = k(Delta l + A)rm \F_dh_min = k(Delta l - A)rm khi Delta l > A\F_dh_min = 0rm khiDelta rml le rmA endarray right.rm endarray)
Lực hồi sinh: (F_hp = kxrm Rightarrow left{ beginarray*20cF_hp_rmMax = kA\F_hp_min = 0rm endarray right.rm )hay(F_hp = marm Rightarrow left{ beginarray*20cF_hp_rmMax = momega ^2A\F_hp_min = 0rm endarray right.)+ Lực hồi sinh luôn khuynh hướng về phía vị trí cân đối.
Khi hệ xấp xỉ theo phương nằm ngang thì lực đàn hồi và lực hồi sinh là như nhau $F_dh = F_hp$
Trong nội dung bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ chia sẻ lý thuyết và công thức tính lực đàn hồi của lò xo ( Định luật Húc) kèm theo những bài tập có lời giải rõ ràng giúp bạn củng cố lại kiến thức và kỹ năng để áp dụng vào làm bài tập nhanh gọn và đúng chuẩn nhé
Hướng và điểm đặt lực đàn hồi của lò xo
Lực đàn hồi xuất hiện ở hai đầu của lò xo và tác dụng vào những vật tiếp xúc (hay gắn) với lò xo làm nó biến dạng
Hướng của lực đàn hồi ở mỗi đầu lò xo ngược với vị trí hướng của ngoại lực gây biến dạng.
Khi lò xo bị dãn lực đàn hồi của lò xo hướng theo trục của lò xo vào phía trong:
Khi lò xo bị nén lực đàn hồi của lò xo hướng theo trục của lò xo ra ngoài:
Giới hạn đàn hồi của lò xo
Mỗi lò xo hay mỗi vật đàn hồi có một số trong những lượng giới hạn đàn hồi nhất định. Nếu trọng lượng của tải vượt quá số lượng giới hạn đàn hồi thì lò xo sẽ không co được về chiều dài ban đầu nữa.
Công thức tính lực đàn hồi của lò xo ( Công thức định luật Húc)
Trong số lượng giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo. Biểu thức định luật Húc:
Fđh = k.|Δl| = k |l – l0|
Trong số đó:
Khi lò xo treo thẳng đứng, một đầu gắn cố định và thắt chặt, đầu còn sót lại treo vật m, ở trạng thái vật m nằm cân đối: Fđh = P= mg
Công thức tính độ cứng của lò xo: k = mg/Δl
Lưu ý:
Tham khảo thêm:
Bài tập tính lực đàn hồi của lò xo ( Định luật Húc)
Ví dụ 1: Một lò xo có chiều dài tự nhiên bằng 15 cm. Lò xo được giữ cố định và thắt chặt tại một đầu, còn đầu kia chịu một lực kéo bằng 4,5 N. Khi ấy lò xo dài 18 cm. Độ cứng của lò xo bằng bao nhiêu?
Lời giải
Độ biến dạng của lò xo là: Δl = l – l0 = 18 – 15 = 3 cm = 0,03 m
Lực kéo cân đối với lực đàn hồi: Fk = Fđh = k.Δl ⇒ k = Fk /Δl = 4,5 : 0,03 = 150 N/m
Ví dụ 2: Treo một vật có trọng lượng 2,0 N vào một lò xo, lò xo dãn ra 10 mm. Treo một vật khác có trọng lượng chưa chắc như đinh vào lò xo, nó dãn ra 80 mm.
a. Tính độ cứng của lò xo.
b. Tính trọng lượng chưa chắc như đinh.
Lời giải:
a) Khi treo vật có trọng lượng 2 N, ở vị trí cân đối lò xo dãn Δl1 = 10 mm = 0,01 m ta có:
P1 = Fđh2 = k.Δl1 ⇒ k = Fđh2 /Δl1 = 2 : 0,01 = 200 N/m
b) Khi treo vật có trọng lượng P2, tại vị trí cân đối, lò xo dãn Δl2 = 80 mm = 0,08 m , ta có:
P2 = Fđh = k.Δl2 = 200.0,08 = 16(N)
Ví dụ 3: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 30 cm, khi bị nén lò xo dài 24 cm và lực đàn hồi của nó bằng 5 N. Hỏi khi lực đàn hồi của lò xo bị nén bằng 10 N thì chiều dài của nó bằng bao nhiêu?
Độ biến dạng của lò xo khi bị nén bởi lực có độ lớn F1 = 5N là:
|Δl| = |l1 – l0| = |24 – 30| = 6cm
Độ biến dạng của lò xo khi bị nén bởi lực có độ lớn F2 = 10N = 2F1 là:
|Δl2| = 2|Δl1| = 2. 6 = 12cm
Chiều dài dò xo khi bị nén bởi lực 10N là:
l1 = l0 – Δl2 = 30 – 12 = 18cm
Ví dụ 4: Trong số lượng giới hạn đàn hồi của một lò xo treo thẳng đứng đầu trên gắn cố định và thắt chặt. Treo vật khối lượng 800g thì lò xo dài 24 cm; treo vật khối lượng 600g lò xo dài 23 cm. Lấy g = 10 m/s2. Tính chiều dài của lò xo khi treo vật có khối lượng 1,5 kg
Lời giải
Khi treo vật m1 = 800g = 0,8 kg:
k |l1 – l0| = m1.g ⇒ k |0,24 – lo| = 8 (1)
Khi treo vật khối lượng mét vuông = 600g = 0,6 kg
k |l2 – l0| = mét vuông.g ⇒ k |0,23 – lo| = 6 (2)
Giải (1) và (2) ⇒ l0 = 20 cm hoặc l0 = 164/7 cm
Vì đầu trên gắn cố định và thắt chặt nên khi treo vật vào, lò xo sẽ dãn ⇒ l0 > 23 cm
Vậy l0 = 20 cm = 0,2 m
⇒ k = 200 N/m
Khi treo vật m3 = 1,5 kg
k |l3 – l0 | = m3.g ⇒ 200.(l3 – 20) = 1,5.10 ⇒ l3 = 27,5 cm
Ví dụ 5: Treo vật 200g vào lò xo có một đầu gắn cố định và thắt chặt chiều dài 34 cm; treo thêm vật 100g thì lò xo dài 36 cm. Tính chiều dài ban đầu của lò xo và độ cứng của lò xo, lấy g = 10 m/s2
Lời giải
Vì treo thêm vật nặng mà chiều dài lò xo to hơn suy ra đầu trên lò xo gắn cố định và thắt chặt và chiều dài ban đầu l0 < 34 cm
+ Khi treo vật có khối lượng m1 = 0,2 kg:
k |l1 – l0| = m1g ⇒ k |0,34 – l0| = 2 (1)
+Khi treo thêm vật có khối lượng mét vuông = 0,1 kg:
k |l2 – l0| = (m1 + mét vuông )g ⇒ k |0,36 – l0| = 3 (2)
Giải (1) và (2) ⇒ l0 = 0,3 m hoặc l0 = 0,348 m
Áp dụng điều kiện l0 < 0,34 m ⇒ l0 = 0,3 m và k = 50 N/m
Hy vọng sau khi đọc xong nội dung bài viết của chúng tôi những bạn hoàn toàn có thể nhớ được công thức tính lực đàn hồi của lò xo (công thức định luật Húc) để áp dụng vào làm bài tập nhé
Đánh giá nội dung bài viết
XEM THÊMCông thức định luật Sác – lơ và bài tập có lời giải từ A – Z Tải thêm tài liệu liên quan đến nội dung bài viết Cách tính lực đàn hồi của lò xo lớp 12
