Lực đàn hồi là gì? Công thức tính lực đàn hồi lớp 10 như thế nào? Bài tập tính lực đàn hồi? Đây là những câu hỏi đang được các bạn học sinh lớp 10 rất quan tâm. Dù là học sinh chuyên Vật lý hoặc không chuyên cũng đều phải biết về lực đàn hồi. Bởi nó thường được áp dụng vào thi cuối học kỳ, thi THPT. Do vậy, để giúp các bạn học sinh hiểu về lực đàn hồi, Top Nổi Bật có bài viết tổng hợp kiến thức về lực đàn hồi.
Xem thêm:
- Công thức liên hệ giữa trọng lượng và khối lượng
- Công thức tính điện dung của tụ điện và bài tập có lời giải
- Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở và bài tập có lời giải
Khái niệm về lực đàn hồi
Lực đàn hồi chính là lực được sinh ra khi vật đàn hồi bị biến dạng.
Ví dụ: Lực gây ra bởi một chiếc lò xo khi nó bị đè nén hoặc bị kéo giãn ra.
Lực đàn hồi có xu hướng chống lại nguyên nhân mà sinh ra nó. Tức là nó có xu hướng đưa vật trở lại về tình trạng ban đầu khi chưa bị biến dạng.
Ngoài ra, lực đàn hồi là tương tác giữa những phân tử, hoặc nguyên tử. Tức là lực điện từ giữa electron và proton bên trong vật đàn hồi đó.
Công thức tính lực đàn hồi lớp 10
Có rất nhiều cách tính lực đàn hồi lớp 10, tùy vào từng trường hợp khác nhau sẽ có công thức và cách tính lực đàn hồi khác nhau như sau:
Trường hợp 1: Áp dụng định luật Húc
Fđh = k.|∆l| = k.|l – l0|
Trong đó Fđh là độ lớn lực đàn hồi (N)
K là độ cứng của lò xo (N/m)
∆l = l – l0 là độ biến dạng của lò xo (m)
l0 là chiều dài ban đầu của lò xo (m)
l là chiều dài của lò xo sau khi biến dạng nén hoặc giãn (m)
∆l > 0 là lò xo biến dạng giãn
∆l < 0 là lò xo biến dạng nén
Trường hợp 2: Khi lò xo treo thẳng đứng, một đầu được cố định, đầu còn lại treo vật m ở trạng thái vật m nằm cân bằng thì áp dụng công thức tính lực đàn hồi là:
Fđh = P => k.|∆l| = mg
Trường hợp 3: cắt và ghép lò xo
- Lò xo có độ cứng là k0, chiều dài là l0 cắt thành hai lò xo có k1; l1 và k2; l2 thì:
K0l0 = k1l1 = k2l2
- Ghép lò xo
+ Hai lò xo được ghép nối tiếp:
Độ cứng là 1/k = 1/k1 + 1/k2
Tương tự như trên với nhiều lò xo được ghép nối tiếp thì:
1/k = 1/k1 + 1/k2 + 1/k3+ … + 1/kn
+ Hai lò xo được ghép song song
Độ cứng là k = k1 + k2
Tương tự như trên với nhiều lò xo được ghép song song là:
K = k1 + k2 + k3+ … + kn
Bài tập tính lực đàn hồi của lò xo có lời giải chi tiết
Bài tập 1: Trong giới hạn đàn hồi của một lò xo được treo thẳng đứng. Đầu trên gắn cố định, treo vật có khối lượng là 900g thì lò xo dài 25cm, còn khi treo vật với khối lượng là 700g thì lò xo dài 24cm. Lấy g = 10 m/s2. Hỏi chiều dài của lò xo khi treo vật có khối lượng là 1,6kg?
Lời giải
Khi treo vật m1 = 900g = 0,9kg
k.|l1 – l0| = m1g => k.|0,25 – l0| = 9 (1)
Khi treo vật có khối lượng m2 = 700g = 0,7kg
k.|l2 – l0| = m2g => k.|0,24 – l0| = 7 (2)
Từ (1) và (2) ta có:
L0 = 20cm hoặc l0 = 164/7cm
Bởi vì đầu trên gắn cố định nên treo vật vào, lò xo sẽ dãn
=> l0 > 24cm
Vậy l0 = 20cm = 0,2m
=> k = 200 N/m
Khi treo vật m3 = 1,6kg thì
k.|l3 – l0| = m3g
=> 200.(l3 – 20) = 1,6 . 10
=> l3 = 27,5cm
Bài tập 2: Một lò xo có chiều dài tự nhiên là l0 = 26cm, độ cứng là k = 100 N/m. Người ta cắt lò xo này ra thành 2 lò xo khác nhau với chiều dài lần lượt là l1 = 10cm, l2 = 18cm. Hỏi độ cứng của mỗi lò xo tạo thành bằng bao nhiêu?
Lời giải
Lò xo bị cắt là:
k.l0 = k1l1 = k2l2
=> 26.100 = k1.10 = k2.18
=> k1 = 260 N/m; k2 = 144,4 N/m
Bài tập 3: Một lò xo được giữ cố định tại một đầu. Khi tác dụng vào đầu ki của lò xo thì lực kéo F1 = 2N thì nó có chiều dài l1 = 19cm. Khi lực kéo là F2 = 4,4 N thì nó có chiều dài l2 = 23cm. Hỏi độ cứng và chiều dài tự nhiên của lò xo đó bằng bao nhiêu?
Lời giải
Ta có: F1 = k.(l1 – l0)
F2 = k.(l2 – l0)
=> F1/F2 = (l1 – l0)/(l2 – l0) = (0,19 – l0)/(0,23 – l0) = ½,2
=> l0 = 0,16m
=> k = 62 N.m
Trên đây là toàn bộ kiến thức về lực đàn hồi. Mong rằng nó sẽ giúp các em học sinh nhớ công thức, và giải được nhiều bài tập khác nhau từ cơ bản đến nâng cao về lực đàn hồi. Nếu như, trong bài tập ở trên, hoặc gặp khó khăn về bài tập nào đó hãy để lại bình luận bên dưới chúng tôi sẽ giúp bạn giải đáp thắc mắc đó nhanh nhất.
