Công thức vật lý 10 chương 2: động lực học chất điểm, bài 12: lực đàn hồi của lò xo, định luật hooke

$\Delta l=l-l_o$

Giải thích:

- Độ biến dạng của lò xo là hiệu số giữa chiều dài ở trạng thái đang xét và chiều dài tự nhiên ban đầu của lò xo $\left(l_o\right)$.

- Nếu $l>l_o$=> lò xo đang bị dãn và sẽ tác dụng lực kéo.

- Nếu $l<l_o$ => lò xo đang bị nén và sẽ tác dụng lực đẩy.

Hình 1: Lò xo đang bị nén dưới tác dụng của trọng lực do quả nặng M gây ra $(l<l_o)$

Hình 2: Lò xo đang bị dãn dưới tác dụng của trọng lực do quả nặng m gây ra$(l>l_o)$

Chú thích:

$\Delta l$: độ biến dạng của lò xo $\left(m\right)$.

$l_o$: chiều dài tự nhiên - chiều dài ban đầu của lò xo $\left(m\right)$.

$l$: chiều dài lúc sau của lò xo $\left(m\right)$.

$F_{đh}=-k.∆l=-k.(l-l_o)$

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.

- Phương của lực: lực đàn hồi có phương dọc trục lò xo.

- Chiều của lực: lực đàn hồi ngươc chiều với chiều biến dạng của lò xo.

- Độ lớn: tuân theo định luật Hooke.

- Dấu trừ trong công thức $F_{đh}=-k.∆l$ thể hiện lực đàn hồi luôn chống lại tác nhân gây ra biến dạng của nó.

- Nếu chỉ tính độ lớn tá có $F_{đh}=k.\left|∆l\right|$

Chú thích:

$F_{đh}$: lực đàn hồi $\left(N\right)$.

$k$: độ cứng lò xo $(N/m)$.

$∆l$: độ biến dạng của lò xo $\left(m\right)$

$∆l=\frac{m.g}{k}$

Trường hợp lò xo treo thằng đứng:

Tại vị trí cân bằng: $P=F_{dh}\iff m.g=k.∆l$.

Độ biến dạng lò xo tại vị trí cân bằng: $∆l=\frac{P}{k}=\frac{m.g}{k}$

Chiều dài của lò xo ở vị trí cân bằng: $l=l_o+∆l$

Chú thích:

$P$: trọng lực tác dụng $\left(N\right)$.

$F_{đh}$: lực đàn hồi $\left(N\right)$.

$k$: độ cứng lò xo $(N/m)$.

$∆l$: độ biến dạng của lò xo $\left(m\right)$

$l$: chiều dài cảu lò xo ở vị trí đang xét $\left(m\right)$.

$l_o$: chiều dài tự nhiên của lò xo - khi chưa có lực tác dụng $\left(m\right)$.

$∆l=\frac{m.g.\sin \left(\alpha \right)}{k}$

Trường hợp lò xo treo trên mặt phẳng nghiêng:

Tại vị trí cân bằng: $P.\sin \left(\alpha \right)=F_{dh}\iff m.g.\sin \left(\alpha \right)=k.∆l$.

Độ biến dạng lò xo tại vị trí cân bằng: $∆l=\frac{P.\sin \left(\alpha \right)}{k}=\frac{m.g.\sin \left(\alpha \right)}{k}$

Chiều dài của lò xo ở vị trí cân bằng: $l=l_o+∆l$

Chú thích:

$P$: trọng lực tác dụng $\left(N\right)$.

$F_{đh}$: lực đàn hồi $\left(N\right)$.

$k$: độ cứng lò xo $(N/m)$.

$∆l$: độ biến dạng của lò xo $\left(m\right)$

$l$: chiều dài cảu lò xo ở vị trí đang xét $\left(m\right)$.

$l_o$: chiều dài tự nhiên của lò xo - khi chưa có lực tác dụng $\left(m\right)$.

$\alpha$: góc tạo bởi mặt phẳng nghiêng so với phương ngang $\left(deg\right)$ hoặc $\left(rad\right)$.