I. Các loại biến dạng
1. Biến dạng đàn hồi
- Khi có ngoại lực tác dụng, vật rắn thay đổi hình dạng và kích thước, ta nói vật rắn bị biến dạng.
- Mức độ biến dạng phụ thuộc và độ lớn của ngoại lực.
- Khi không còn tác dụng của ngoại lực, nếu vật rắn lấy lại được hình dạng và kích thước ban đầu thì biến dạng của vật là biến dạng đàn hồi.
- Giới hạn mà trong đó vật rắn còn giữ được tính dàn hồi được gọi là giới hạn đàn hồi của vật rắn.
- Ví dụ như biến dạng của lò xo
2. Biến dạng kéo và biến dạng nén
- Biến dạng nén: xuất hiện khi vật chịu tác dụng của cặp lực nén ngược chiều nhau, vuông góc với bề mặt của vật và hướng vào phía trong vật.
Sau biến dạng, kích thước của vật theo phương lực tác dụng giảm xuống so với kích thước tự nhiên của nó.
- Biến dạng kéo: xuất hiện khi vật chịu tác dụng của cặp lực kéo ngược chiều nhau, vuông góc với bề mặt của vật và hướng ra ngoài vật.
Sau biến dạng, kích thước của vật theo phương lực tác dụng tăng lên so với kích thước tự nhiên của nó.
II. Lực đàn hồi. Định luật Hook
1. Lực đàn hồi của lò xo
- Các loại lò xo có đặc tính giống nhau là có tính đàn hồi.
- Lò xo luôn bị biến dạng nén hoặc kéo.
- Đặc trưng cho sự biến dạng của lò xo là độ biến dạng.
- Độ biến dạng của lò xo là hiệu số giữa chiều dài khi bị biến dạng và chiều dài tự nhiên
+ Khi lò xo biến dạng nén: độ biến dạng của lò xo âm, độ lớn của độ biến dạng là độ nén
+ Khi lò xo biến dạng kéo: độ biến dạng của lò xo dương, độ lớn của độ biến dạng là độ dãn.
- Lực đàn hồi: Lực đàn hồi xuất hiện ở hai đầu của lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc (hay gắn) với lò xo làm nó biến dạng
- Đặc điểm:
+ Ngược chiều với lực tay tác dụng vào lò xo
+ Chống lại nguyên nhân làm nó biến dạng và có xu hướng đưa vật về hình dạng, kích thước ban đầu
2. Định luật Hook
- Xét lò xo có độ cứng k. Gọi \({l_0}\) là chiều dài tự nhiên của lò xo khi chưa biến dạng.
- Khi treo vật nặng vào một đầu của lò xo thì lò xo dãn một đoạn và đứng ở vị trí cân bằng.
Tại VTCB, lò xo có chiều dài l
Độ biến dạng của lò xo: \(\Delta l = l - {l_0}\)
Nội dung của định luật Hook được phát biểu như sau:
Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.
- Biểu thức: \({F_{đh}} = k\left| {\Delta l} \right|\)
với \(\Delta l\) là độ biến dạng lò xo
k là độ cứng của lò xo
Trong hệ SI, đơn vị của độ cứng là N/m.
