Lực đàn hồi của lò xo là một khái niệm quan trọng trong Vật lý. Để hiểu rõ hơn về lực đàn hồi của lò xo và định luật Húc, hãy cùng tìm hiểu trong bài viết này.
Lực đàn hồi của lò xo và hướng tác dụng
Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện ở hai đầu của lò xo và tác dụng vào vật tiếp xúc với lò xo, làm cho vật này biến dạng. Khi lò xo bị kéo dãn, lực đàn hồi của nó hướng vào trong. Ngược lại, khi lò xo bị nén, lực đàn hồi của nó hướng ra ngoài.
Hình ảnh minh họa
Độ lớn của lực đàn hồi và định luật Húc
Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo trong giới hạn đàn hồi. Công thức quan hệ giữa độ lớn của lực đàn hồi, độ cứng của lò xo và độ biến dạng của lò xo được công thức như sau:
Fđh = k * ΔlTrong đó:
- Fđh là độ lớn của lực đàn hồi (N)
- k là độ cứng hay hệ số đàn hồi của lò xo (N/m)
- Δl là độ biến dạng của lò xo (m)
Khi lò xo bị dãn, ta có Δl = l - l0. Nếu lò xo bị nén, ta có Δl = l0 - l.
Hình ảnh minh họa
Một số điểm chú ý
-
Đối với dây cao su hoặc dây thép, lực đàn hồi chỉ xuất hiện khi bị ngoại lực kéo dãn. Trong trường hợp này, lực đàn hồi gọi là lực căng.
-
Đối với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau, lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc.
Hình ảnh minh họa
Ứng dụng của lực đàn hồi
Lực đàn hồi của lò xo có nhiều ứng dụng trong thực tế. Một số ví dụ điển hình gồm:
Hình ảnh minh họa
Ví dụ minh hoạ:
-
Ví dụ 1: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 10 cm và độ cứng là 40 N/m. Khi tác dụng một lực 1 N để nén lò xo, chiều dài của lò xo là bao nhiêu?
-
Ví dụ 2: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 30 cm, khi bị nén lò xo dài 24 cm và lực đàn hồi bằng 5 N. Hỏi khi lực đàn hồi bị nén bằng 10 N, chiều dài của lò xo là bao nhiêu?
Bài tập bổ sung:
-
Bài 1: Khi nói về lực đàn hồi của lò xo, phát biểu nào sau đây là sai? A. Lực đàn hồi luôn có chiều ngược với chiều biến dạng của lò xo. B. Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi luôn tỉ lệ thuận với độ biến dạng. C. Khi lò xo bị dãn, lực đàn hồi có phương dọc theo trục lò xo. D. Lò xo luôn lấy lại được hình dạng ban đầu khi thôi tác dụng lực.
-
Bài 2: Trong giới hạn đàn hồi của lò xo, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ: A. Với độ biến dạng của lò xo. B. Với chiều dài lò xo. C. Nghịch với độ biến dạng của lò xo. D. Nghịch với chiều dài lò xo.
-
Bài 3: Một lò xo có một đầu cố định, đầu kia chịu một lực kéo bằng 5 N thì lò xo dãn 8 cm. Độ cứng của lò xo là: A. 1,5 N/m. B. 120 N/m. C. 62,5 N/m. D. 15 N/m.
-
Bài 4: Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện: A. Chỉ khi lò xo bị nén. B. Chỉ khi lò xo bị kéo. C. Khi lò xo có chiều dài tự nhiên. D. Khi lò xo bị biến dạng.
-
Bài 5: Hai người cầm hai đầu của một lực kế lò xo và kéo ngược chiều những lực bằng nhau, tổng độ lớn hai lực kéo là 100 N. Lực kế chỉ gia trị là: A. 50 N. B. 100 N. C. 0 N. D. 25 N.
Sự hiểu biết về lực đàn hồi của lò xo và định luật Húc là rất quan trọng trong Vật lý. Hi vọng với bài viết này, bạn đã nắm vững kiến thức về lực đàn hồi của lò xo và có thể áp dụng vào các vấn đề thực tế.
Nguồn: Vietjack
