Bài tập biến dạng của lò xo

Lò xo thường được làm bằng thép, đồng thau do hai chất này đàn hồi tốt.

Biến dạng đàn hồi: sau khi thôi tác dụng lực, vật tự trở về hình dạng ban đầu.

=> Trong 4 vật trên chỉ có quả bóng cao su là biến dạng đàn hồi.

Dây cung biến dạng đàn hồi sinh ra lực đàn hồi tác dụng lên mũi tên.

Độ dãn của lò xo là: \(\Delta l = l - {l_0}\)

Suy ra: Chiều dài tự nhiên của lò xo là:

\({l_0} = l - \Delta l = 98 - 2 = 96\left( {cm} \right)\)

“Khi có lực tác dụng lên lò xo thì lò xo biến dạng. Khi lực thôi tác dụng thì lò xo tự trở về hình dạng ban đầu.”

Lò xo luôn lấy lại được hình dạng ban đầu khi thôi tác dụng lực => sai vì nếu lò xo chịu tác dụng của lực lớn hơn giới hạn đàn hồi của nó thì nó sẽ không thể trở về hình dạng ban đầu.

Khi dùng tay kéo dãn một lò xo, nếu lực kéo quá lớn, vượt qua giá trị giới hạn của lò xo thì khi thôi tác dụng lực lò xo không thể trở về hình dạng ban đầu được.

Lò xo có tính chất đàn hồi.

“Độ dãn của lò xo treo thẳng đứng tỉ lệ với khối lượng vật treo”.

Độ biến dạng của lò xo được xác định theo công thức: \(\Delta l = l - {l_0}\)

Lực của tay tác dụng lên lò xo và lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên tay là hai lực cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn.

Treo một quả cân 100 g vào một lực kế thì kim của lực kế chỉ vạch thứ 2 => 50 g thì kim lực kế chỉ vạch thứ 1.

Suy ra: treo thêm quả cân 50g vào lực kế thì kim của lực kế chỉ thêm 1 vạch => vạch thứ 3.

Ta có: 50 g => 1 vạch

Suy ra: 5 vạch tương ứng với 5.50 = 250 g

Ta có: Độ dãn của lò xo treo thẳng đứng tỉ lệ với khối lượng vật treo.

Treo một quả nặng vào đầu dưới của lò xo thì lò xo dài thêm 0,5cm.

Suy ra: để lò xo dài thêm 1,5 cm thì số quả nặng cần treo thêm là: \(\dfrac{{1,5.1}}{{0,5}} = 3\) (quả nặng)

Ta có: treo 1 quả nặng thì lò xo dài thêm 0,5 cm

Suy ra treo 4 quả nặng thì lò xo dài thêm: \(\Delta l = 4.0,5 = 2\left( {cm} \right)\)

Lại có: \(\Delta l = l - {l_0}\) => Chiều dài tự nhiên của lò xo là:

\({l_0} = l - \Delta l = 12 - 2 = 10\left( {cm} \right)\)

Gọi \(m,\Delta l\) lần lượt là khối lượng và độ dãn của lò xo.

Do độ dãn của lò xo treo thẳng đứng tỉ lệ với khối lượng vật treo nên ta có:

\(\dfrac{{\Delta {l_1}}}{{\Delta {l_2}}} = \dfrac{{{m_1}}}{{{m_2}}} \Leftrightarrow \dfrac{{0,5}}{{1,5}} = \dfrac{{100}}{{{m_2}}} \Leftrightarrow {m_2} = \dfrac{{100.1,5}}{{0,5}} = 300\left( g \right)\)

- dùng tay kéo dãn lò xo => lò xo bị dãn

- dùng tay ép chặt lò xo => lò xo bị nén

- kéo dãn lò xo hoặc ép chặt lò xo => lò xo bị biến dạng dãn hoặc nén

- dùng tay nâng lò xo lên => lò xo không biến dạng

Ta có:

- Treo quả cân 100 g thì lò xo dài 11 cm

- Treo quả cân 200 g thì lò xo dài 11,5 cm

Suy ra: Khi treo thêm quả cân 100g thì độ dãn của lò xo là: \(\Delta l = 11,5 - 11 = 0,5\left( {cm} \right)\).

- Khi treo quả cân 500 g, tức là so với khi treo 100 g thì khối lượng tăng thêm là:

\(\Delta m = 500 - 100 = 4.100 = 400\left( g \right)\)

Mà độ dãn của lò xo treo thẳng đứng tỉ lệ với khối lượng vật treo nên độ dãn của lò xo khi treo thêm 400g là: \(\Delta l' = 4.\Delta l = 4.0,5 = 2cm\)

Vậy nếu treo quả cân 500 g thì lò xo có độ dài bằng:

\(l = 11 + 2 = 13cm\)

Do độ dãn của lò xo treo thẳng đứng tỉ lệ với khối lượng vật treo nên ta có: lò xo nào dãn càng nhiều thì sẽ có khối lượng càng lớn.

Từ hình vẽ ta thấy: \({l_2} > {l_1} > {l_3}\) suy ra \({m_2} > {m_1} > {m_3}\).