Khái niệm:
Lực đàn hồi là lực sinh ra khi vật đàn hồi bị biến dạng. Chẳng hạn, lực gây ra bởi một lò xo khi nó bị nén lại hoặc kéo giãn ra. Lực đàn hồi có xu hướng chống lại nguyên nhân sinh ra nó.
Đơn vị tính: Newton
Khái niệm:
Lực đàn hồi là lực sinh ra khi vật đàn hồi bị biến dạng. Chẳng hạn, lực gây ra bởi một lò xo khi nó bị nén lại hoặc kéo giãn ra. Lực đàn hồi có xu hướng chống lại nguyên nhân sinh ra nó.
Đơn vị tính: Newton
Chia sẻ qua facebook
Hoặc chia sẻ link trực tiếp:
congthucvatly.com/bien-so-luc-dan-hoi-58?return_url=%2Fcong-thuc-dinh-luat-hooke-khi-lo-xo-treo-tren-mat-phang-nghieng-40
Bài giảng kèm video hướng dẫn chi tiết lý thuyết về lực đàn hồi và lực kéo về trong dao động điều hòa.
Khái niệm:
Lực nén của con lắc lò xo chỉ xuất hiện khi trong quá trình dao động chiều dài của lò xo nhỏ hơn chiều dài tự nhiên của nó. Đồng nghĩa với việc lò xo treo thẳng đứng và biên độ lớn hơn độ biến dạng tại VTCB .
Đơn vị tính: Newton (N)
Khái niệm:
Độ biến dạng ban đầu của lò xo tại vị trí cân bằng là độ dãn hoặc nén của lò xo khi lực đàn hồi cân bằng với lực tác dụng lên dây treo khi vật đứng yên.
Đơn vị tính: mét
Khái niệm:
Lực đàn hồi là lực sinh ra khi vật đàn hồi bị biến dạng. Chẳng hạn, lực gây ra bởi một lò xo khi nó bị nén lại hoặc kéo giãn ra. Lực đàn hồi có xu hướng chống lại nguyên nhân sinh ra nó.
Đơn vị tính: Newton
Khái niệm:
Độ biến dạng của lò xo là hiệu giữa chiều dài khi biến dạng và chiều dài tự nhiên của lò xo.
Đơn vị tính: mét ()
Khái niệm:
Lực đàn hồi cực tiểu là một trường hợp đặc biệt của lực đàn hồi, nó xuất hiện khi mà lo xo có độ biến dạng nhỏ nhất so với vị trí ban đầu.
Đơn vị tính: Newton (N)
Định luật Hooke:
1.Phát biểu
- Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.
2.Đặc điểm
- Phương của lực: lực đàn hồi có phương dọc trục lò xo.
- Chiều của lực:
+ Lực đàn hồi ở đầu không cố định ngược chiều với chiều biến dạng của lò xo (hướng về vị trí không biến dạng).
+ Lực đàn hồi tác dụng lên hai đầu có cùng độ lớn nhưng ngược hướng nhau .
- Độ lớn: tuân theo định luật Hooke.
- Dấu trừ trong công thức thể hiện lực đàn hồi luôn chống lại tác nhân gây ra biến dạng của nó.
- Nếu chỉ tính độ lớn ta có Fđh=k.∆l
Chú thích:
: lực đàn hồi (N).
k: độ cứng lò xo (N/m).
∆l: độ biến dạng của lò xo (m)
Trường hợp lò xo nằm ngang:
Tại vị trí cân bằng: F=Fdh⇔F=k.∆l.
Độ biến dạng lò xo tại vị trí cân bằng:
Chiều dài của lò xo ở vị trí cân bằng:
Chú thích:
F: lực tác dụng (N).
Fđh: lực đàn hồi (N).
k: độ cứng lò xo (N/m).
∆l: độ biến dạng của lò xo (m)
l: chiều dài của lò xo ở vị trí đang xét (m).
lo: chiều dài tự nhiên của lò xo - khi chưa có lực tác dụng (m).
Lưu ý : Nếu ban đầu chưa tác dụng lực hoặc lò xo ở chiều dài tự nhiên thì dô biến dạng ban đầu bằng không.
Trường hợp lò xo treo thằng đứng:
Tại vị trí cân bằng:
Độ biến dạng lò xo tại vị trí cân bằng:
Chiều dài của lò xo ở vị trí cân bằng:
Chú thích:
P: trọng lực tác dụng (N).
Fđh: lực đàn hồi (N).
k: độ cứng lò xo (N/m).
: độ biến dạng ban đầu của lò xo (m)
l: chiều dài của lò xo ở vị trí đang xét (m).
: chiều dài tự nhiên của lò xo - khi chưa có lực tác dụng (m).
Trường hợp lò xo treo trên mặt phẳng nghiêng:
Tại vị trí cân bằng: P.sin(α)=Fdh⇔m.g.sin(α)=k.∆l.
Độ biến dạng lò xo tại vị trí cân bằng: ∆l=P.sin(α)k=m.g.sin(α)k
Chiều dài của lò xo ở vị trí cân bằng: l=lo+∆l
Chú thích:
P: trọng lực tác dụng (N).
Fđh: lực đàn hồi (N).
k: độ cứng lò xo (N/m).
∆l: độ biến dạng của lò xo (m)
l: chiều dài cảu lò xo ở vị trí đang xét (m).
lo: chiều dài tự nhiên của lò xo - khi chưa có lực tác dụng (m).
α: góc tạo bởi mặt phẳng nghiêng so với phương ngang (deg) hoặc (rad).
Đặc điểm lực đàn hồi của lò xo:
+ Lực đàn hồi xuất hiện khi lò xo bị biến dạng và tác dụng lên các vật tiếp xúc hoặc gắn với hai đầu của nó.
+ Lực đàn hồi có:
* Phương: dọc theo trục của lò xo.
* Chiều: ngược với ngoại lực gây ra biến dạng. Tức là khi lò xo bị dãn, lực đàn hồi của lò xo hướng vào trong còn khi bị nén, lực đàn hồi của lò xo hướng ra ngoài.
* Độ lớn: tuân theo định luật Hooke.
Định luật Hooke:
+ Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.
Trong đó
+ k là hệ số đàn hồi (độ cứng của lò xo) (N/m): phụ thuộc vào bản chất và kích thước của lò xo.
+ : độ biến dạng của lò xo (m);
+ l: chiều dài khi biến dạng (m).
+ lo: chiều dài tự nhiên (m).
+ Fđh: lực đàn hồi (N).
Lực đàn hồi trong những trường hợp đặc biệt:
- Đối với dây cao su hay dây thép: lực đàn hồi chỉ xuất hiện khi bị kéo dãn nên gọi là lực căng dây.
- Đối với các mặt tiếp xúc: lực đàn hồi xuất hiện khi bị ép có phương vuông góc với bề mặt tiếp xúc gọi là phản lực đàn hồi.
Khi lò xo nằm ngang :
cực đại tại hai biên và cực tiểu tại vị trí cân bằng
Khi lò xo treo thẳng đứng :
Trường hợp 1 :
max = tại biên dưới
min tại vị trí không biến dạng
Tại biên trên :
Trường hợp 2:
tại biên dưới
Chú thích :
Lực đàn hồi max tại biên dương và cực tiểu tại vị trí không biến dạng
Chú thích : Khi lò xo có , trong quá trình DĐĐH lò xo luôn dãn.
Lực đàn hồi max tại biên dương và cực tiểu tại vị trí biên âm
Mắc song song :
Mắc nối tiếp :
Ta giả thiết bỏ qua khối lượng lò xo
Đối với hệ lò xo mắc song song
Định luật II Newton cho vật :
Mặc khác : độ biến dạng của từng lò xo : ,
Đối với hệ lò xo mắc nối tiếp:
Định luật II Newton cho vật:
Tại điểm nối lò xo :
Mặc khác : độ biến dạng của từng lò xo : ,
Lực nén (lực đẩy) cực đại của con lắc lò xo chỉ sinh ra khi lò xo treo thẳng đứng và biên độ A lớn hơn độ dãn của lò xo ở VTCB .
Lúc này lò xo sẽ bị nén và sinh ra lực nén (hay còn gọi là lực đẩy).
Trong đó:
độ cứng lò xo (N/m)
biên độ dao động (m)
độ biến dạng của lò xo tại VTCB (m)
: lực nén của lò xo (N)
Một con lắc lò xo có vật nặng khối lượng m = 200g treo thẳng đứng dao động điều hoà. Chiều dài tự nhiên của lò xo là = 30cm. Lấy g = 10. Khi lò xo có chiều dài l = 28cm thì vận tốc bằng không và lúc đó lực đàn hồi có độ lớn = 2N. Năng lượng dao động của vật là
Một lò xo nhẹ có độ dài tự nhiên 20cm, giãn ra thêm 1cm nếu chịu lực kéo 0,1N. Treo một hòn bi nặng m = 10g vào lò xo rồi quay đều lò xo xung quanh một trục thẳng đứng () với vận tốc góc . Khi ấy, trục lò xo làm với phương thẳng đứng góc . Lấy g =. Chiều dài của lò xo lúc này bằng
Một lò xo nếu chịu tác dụng lực kéo 1N thì giãn ra thêm 1cm. Treo một vật nặng 1kg vào lò xo rồi cho nó dao động thẳng đứng. Chu kì dao động của vật là :
Một con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng với phương trình (cm). (chiều dương hướng xuống; gốc O tại vị trí cân bằng). Lấy g = 10m/. Cho biết khối lượng của vật là m = 1 kg. Tính thời gian ngắn nhất từ lúc t = 0 đến lúc lực đàn hồi cực đại lần thứ nhất bằng
Một con lắc lò xo có độ cứng là k treo thẳng đứng. Gọi độ giãn ccủa lò xo khi vật ở vị trí cân bằng là . Cho con lắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ là A(A > ). Lực đàn hồi của lò xo có độ lớn nhỏ nhất trong quá trình dao động là
Một vật nhỏ treo vào đầu dưới một lò xo nhẹ có độ cứng k. Đầu trên của lò xo cố định. Khi vật ở vị trí cân bằng lò xo giãn ra một đoạn bằng . Kích thích để vật dao động điều hoà với biên độ A( A > ). Lực đàn hồi tác dụng vào vật khi vật ở vị trí cao nhất bằng
Một vật treo vào lò xo làm nó dãn ra 4cm. Cho g =10m/. Biết lực đàn hồi cực đại, cực tiểu lần lượt là 10N và 6N. Chiều dài tự nhiên của lò xo là 20cm. Chiều dài cực đại và cực tiểu của lò xo trong quá trình dao động là
Con lắc lò xo dao động điều hoà trên phương ngang: lực đàn hồi cực đại tác dụng vào vật bằng 2N và gia tốc cực đại của vật là 2m/. Khối lượng vật nặng bằng
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà với biên độ 4cm, chu kì 0,5s. Khối lượng quả nặng 400g. Lấy g =10m/. Giá trị cực đại của lực đàn hồi tác dụng vào quả nặng là
Một con lắc lò xo gồm một quả nặng có khối lượng m = 0,2kg treo vào lò xo có độ cứng k = 100N/m. Cho vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với biên độ A = 3cm. Lực đàn hồi cực tiểu có giá trị là
Con lắc lò xo có độ cứng k = 100N/m treo thẳng đứng dao động điều hoà, ở vị trí cân bằng lò xo dãn 4cm. Độ dãn cực đại của lò xo khi dao động là 9cm. Lực đàn hồi tác dụng vào vật khi lò xo có chiều dài ngắn nhất bằng
Một lò xo có độ cứng k = 20N/m treo thẳng đứng. Treo vào đầu dưới lò xo một vật có khối lượng m = 200g. Từ VTCB nâng vật lên 5cm rồi buông nhẹ ra. Lấy g = 10m/. Trong quá trình vật dao động, giá trị cực tiểu và cực đại của lực đàn hồi của lò xo là
Con lắc lò xo có độ cứng k = 40N/m dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số góc là 10rad/s. Chọn gốc toạ độ O ở vị trí cân bằng, chiều dương hướng lên và khi v = 0 thì lò xo không biến dạng. Lực đàn hồi tác dụng vào vật khi vật đang đi lên với vận tốc v = + 80cm/s là
Con lắc lò treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng không đáng kể. Hòn bi đang ở vị trí cân bằng thì được kéo xuống dưới theo phương thẳng đứng một đoạn 3cm rồi thả cho dao động. Hòn bi thực hiện 50 dao động mất 20s. Lấy g = 10m/. Tỉ số độ lớn lực đàn hồi cực đại và lực đàn hồi cực tiểu của lò xo khi dao động là
Một vật có khối lượng m = 1kg được treo lên một lò xo vô cùng nhẹ có độ cứng k = 100N/m. Lò xo chịu được lực kéo tối đa là 15N. Lấy g = 10m/. Tính biên độ dao động riêng cực đại của vật mà chưa làm lò xo đứt.
Cho con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với phương trình dao động là . Biết vật nặng có khối lượng m = 100g, lấy g = =10m/. Lực đẩy đàn hồi lớn nhất của lò xo bằng
Cho một con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương thẳng đứng, biết rằng trong quá trình dao động có /= 7/3. Biên độ dao động của vật bằng 10cm. Lấy g = 10m/ = m/. Tần số dao động của vật bằng
Đối với con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà:
Con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương thẳng đứng có tỉ số giữa lực đàn hồi cực đại và cực tiểu là 3. Như vậy:
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có độ cứng K = 100N/m, khối lượng quả cầu m = 600g. Khi dao động , lúc quả cầu ở vị trí cao nhất lò xo bị nén 4cm. Lấy g = 10m/ , lực tác dụng lên điểm treo lò xo trong quá trình dao động có độ lớn cực đại là
Một con lắc lò xo có độ cứng K = 1N/cm treo thẳng đứng dao động điều hòa với phương trình x = 6cos()cm. Lấy g = = 10m/. Lực đàn hồi cực đại là
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng khi cân bằng lò xo bị dãn một đoạn = 2cm dao động với phương trình x= Acosωt(cm). Biết rằng điểm treo lò xo chỉ chịu được lực kéo tối đa bằng 2 lần trọng lượng của vật. Điều kiện của A để giá đỡ không bị gãy là
Một con lắc lò xo có độ cứng K = 100N/m, treo thẳng đứng dao động điều hòa với phương trình x=6cos()cm.Lấy g = = 10m/. Chọn chiều dương hướng lên. Lực đàn hồi khi t = 4s là
Một con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng. Lò xo nhẹ có độ cứng là K = 40N/m, vật có khối lượng m = 200g. Từ vị trí cân bằng kéo vật xuống một đoạn 5cm rồi buông nhẹ cho vật dao động. Lấy g = 10m/. Gía trị cực đại và cực tiểu của lực đàn hồi là
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, khi cân bằng lò xo bị dãn 3cm. Độ cứng lò xo là K = 200N/m, biên độ khi dao động là 8cm. Khi quả nặng ở vị trí cao nhất lực tác dụng lên điểm treo lò xo sẽ
Cho một lò xo nằm theo phương nằm ngang một đầu cố định, một đầu gắn một vật có khối lượng m khi tác dụng một lực thì lò xo dãn một đoạn là . Độ cứng của lò xo có giá trị là?
Cho một lò xo nằm theo phương nằm ngang một đầu cố định, một đầu gắn một vật có khối lượng m khi tác dụng một lực thì lò xo dãn một đoạn là . Thế năng đàn hồi của lò xo khi nó dãn ra là?
Lực đặc trưng cho điều gì sau đây?
Người ta dùng hai lò xo: lò xo thứ nhất khi treo vật có độ dãn , lò xo thứ hai khi treo vật thì có độ dãn . Hãy so sánh độ cứng của hai lò xo. Lấy .
Treo vật có khối lượng 500 g vào một lò xo thì làm nó dãn ra 5 cm, cho . Tìm độ cứng của lò xo.
Một lò xo có chiều dài tự nhiên 40 cm được treo thẳng đứng. Đầu trên cố định đầu dưới treo một quả cân 500 g thì chiều dài của lò xo là 45 cm. Hỏi khi treo vật có m=600 g thì chiều dài lúc sau là bao nhiêu? Cho
Một lò xo được treo thẳng đứng. Lần lượt treo vật nặng vào lò xo thì lò xo có chiều dài lần lượt là . Độ cứng và chiều dài tự nhiên của lò xo lần lượt là
Cho một lò xo có chiều dài tự nhiên , đầu trên cố định đầu dưới người ta treo quả cân thì lò xo dài . Khi treo thêm quả cân nữa thì lò xo dài . Tính chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo.
Cho một lò xo đầu trên cố định đầu dưới treo một vật có khối lượng thì dãn ra một đoạn cho . Tính độ cứng của lò xo.
Cho một lò xo đầu trên cố định đầu dưới treo một vật có khối lượng thì dãn ra một đoạn cho . Muốn thì treo thêm là bao nhiêu?
Một lò xo có chiều dài tự nhiên được treo thẳng đứng. Treo vào đầu tự do của lò xo vật có thì chiều dài của lò xo là . Nếu treo thêm vật có thì chiều dài của lò xo là bao nhiêu? Với
Một lò xo có chiều dài tự nhiên , được treo vào điểm cố định O. Nếu treo vào lò xo vật thì chiều dài của lò xo là , treo thêm vật thì chiều dài của lò xo là . Tìm độ cứng và độ dài tự nhiên của lò xo, , bỏ qua khối lượng lò xo.
Một lò xo có độ cứng là . Nếu cắt lò xo ra làm 3 phần bằng nhau thì mỗi phần sẽ có độ cứng là bao nhiêu?
Hệ hai lò xo được nối với nhau như hai hình vẽ. Tìm độ dãn của mỗi lò xo khi treo vật . Biết ;
Hệ hai lò xo được nối với nhau như hai hình vẽ. Tìm độ dãn của mỗi lò xo khi treo vật . Biết ;
Hai lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng lần lượt là , có cùng độ dài tự nhiên được treo thẳng đứng như hình vẽ. Đầu dưới 2 lò xo nối với 1 vật có khối lượng . Tính chiều dài lò xo khi vật cân bằng. Lấy .
Hai lò xo và có độ cứng lần lượt là và được móc vào một quả cầu như hình. Cho biết tỉ số và 2 lò xo đều ở trạng thái tự nhiên. Nếu dùng một lực thì có thể đẩy quả cầu theo phương ngang đi 1 đoạn . Tính độ cứng và của 2 lò xo.
Một con lắc lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm và có độ cứng 12,5 N/m có một vật nặng 10 g gắn vào đầu của lò xo. Đầu kia cố định gắn vào trục quay. Vật nặng m quay tròn đều trong mặt phẳng nằm ngang với vận tốc 2 vòng/s. Tính độ giãn của lò xo.
Một con lắc lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm và có độ cứng 12,5 N/m có một vật nặng 10 g gắn vào đầu của lò xo. Đầu kia cố định gắn vào trục quay. Lò xo sẽ không thể có lại trạng thái cũ nếu giãn dài hơn 40 cm. Tính số vòng quay tối đa của m trong một phút, cho .
Một đĩa tròn nằm ngang có thể quay quanh một trục thẳng đứng. Vật đặt trên đĩa, nối với trục quay bởi một lò xo nằm ngang. Nếu số vòng quay không quá , lò xo không biến dạng. Nếu số vòng quay là lò xo giãn dài gấp đôi. Cho . Tính độ cứng k của lò xo.
Một con lắc lò xo nằm ngang lý tưởng dao động với biên độ 2 cm. Lò xo có độ cứng của lò xo 100 N/m, vật nặng có khối lượng là 400 g. Khoảng thời gian ngắn nhất giữa 2 lần liên tiếp vật đi qua vị trí lò xo bị nén 2 cm là 1 giây. Hỏi quãng đường lớn nhất vật đi được trong 5 giây là bao nhiêu? Cho
Một con lắc lò xo có độ cứng , đầu trên cố định còn đầu dưới gắn vật nặng , Cho vật m dao động điều hòa theo phương thẳng đứng thì thấy thời gian lò xo nén trong chu kỳ là 0,1s. Cho , biên độ dao động của vật là
Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, khi con lắc ở vị trí cân bằng lò xo dãn 9 cm. Thời gian con lắc bị nén trong chu kỳ là 0,1s. Lấy . Biên độ dao động của vật là
Một lò xo khối lượng không đáng kể độ cứng . Một đầu treo vào một điểm cố định, đầu còn lại treo một vật nặng khối lượng 500g. Từ vị trí cân bằng kéo vật xuống dưới theo phương thẳng đứng một đoạn 10cm rồi buông nhẹ cho vật dao động điều hòa. Lấy . Xác định thời gian mà lò xo bị nén và bị dãn trong một chu kỳ
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, từ vị trí cân bằng kéo vật xuống dưới trục của lò xo với vị trí lò dãn 7,5 cm rồi thả nhẹ cho nó dao động điều hòa, sau một khoảng thời gian ngắn nhất (s) thì gia tốc của vật bằng 0,5 gia tốc ban đầu. Lấy gia tốc trọng trường . Thời gian mà lò xo bị nén trong một chu kì là
Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số góc tại vị trí có gia tốc trọng trường g. Khi qua vị trí cân bằng, độ giãn của lò xo là
Một vật khối lượng dao động điều hòa với phương trình cm. Lấy =10. Lực phục hồi (lực kéo về) tác dụng lên vật vào thời điểm 0,5 s có độ lớn là
Khi một con lắc lò xo dao động theo phương ngang với biên độ 4 cm. Nếu chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng thì tại vị trí thế năng bằng 4 mJ, lực đàn hồi có độ lớn 0,4 N. Năng lượng dao động của hệ là
Khi người ta treo quả cân có khối lượng vào đầu dưới một lò xo (đầu trên cố định), thì lò xo dài 31 cm. Khi treo thêm quả cân nữa thì lò xo dài 33 cm. Tính chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo. Lấy .
Một lò xo được giữ cố định một đầu. Khi tác dụng vào đầu kia của nó một lực kéo thì nó có chiều dài . Khi lực kéo là thì nó có chiều dài . Tìm độ cứng và chiều dài tự nhiên của lò xo.
Gọi M, N, I là các điểm trên một lò xo nhẹ, được treo thẳng đứng ở điểm O cố định. Khi lò xo có chiều dài tự nhiên thì OM = MN = NI = 10 cm. Gắn vật nhỏ vào đầu dưới I của lò xo và kích thích để vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Trong quá trình dao động, tỉ số độ lớn lực kéo lớn nhất và độ lớn lực kéo nhỏ nhất tác dụng lên O bằng 3; lò xo giãn đều; khoảng cách lớn nhất giữa M và N là 12 cm. Lấy . Vật dao động với tần số là
Hãy giúp Công Thức Vật Lý chọn lọc những nội dung tốt bạn nhé!
Mắc song song :
Mắc nối tiếp :