[Vật lý 6] Kiến thức về lực đàn hồi của lò xo đầy đủ chi tiết nhất

Ví dụ trong tay bạn có một chiếc lò xo, dùng tay nén lò xo lại hay kéo dãn lò xo ra với 1 lực, ta thấy lò xo đều có thể trở lại hình dạng ban đầu, tại sao lại như vậy? Đó là do lực đàn hồi xuất hiện giúp lò xo lấy lại được hình dạng ban đầu. Vậy lực đàn hồi là gì? Những vật như thế nào được gọi là vật đàn hồi? Hãy cùng Monkey tìm hiểu bài học về lực đàn hồi dưới đây. 

Thành thạo 2.000 + từ và 6.000 câu tiếng anh Phát triển tổng lực 4 kỹ năng và kiến thức tiếng anh Giỏi Toán – tiếng Anh theo giải pháp tân tiến Phát triển EQ và năng lực tiếng ViệtĐăng ký ngay để được Monkey tư vấn loại sản phẩm tương thích cho con .

10 triệu++ trẻ em tại 108 nước đã giỏi tiếng Anh như người bản xứ & phát triển ngôn ngữ vượt bậc qua các app của Monkey

Biến dạng đàn hồi và độ biến dạng của lò xo

Muốn hiểu được lực đàn hồi là gì, thứ nhất tất cả chúng ta cần làm thí nghiệm với một lò xo để hiểu được sự biến dạng đàn hồi của lò xo .

Biến dạng đàn hồi của một lò xo 

Biến dạng đàn hồi của lò xo là gì? (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Biến dạng đàn hồi được hiểu như sau: Một vật đang ở hình dạng ban đầu, khi chịu tác dụng của lực thì vật đó bị biến dạng. Nếu không tác dụng lực nữa thì vật đó có thể trở lại trạng thái như ban đầu, ta nói biến dạng của vật là biến dạng đàn hồi. 

Có thể thấy rằng, lò xo là một vật có tính biến dạng đàn hồi. Bởi khi dùng tay kéo hay nén lò xo lại ( với lực không quá lớn ) thì lò xo bị thu ngắn hoặc dãn ra, còn khi buông ta ra thì lò xo trở lại chiều dài bắt đầu .

Độ biến dạng của lò xo 

Ta cùng nhau làm thí nghiệm để xác lập độ biến dạng của lò xo

Dụng cụ chuẩn bị: Một chiếc lò xo xoắn, giá thí nghiệm, thước đo chiều dài, các quả nặng loại 50g 

Làm thí nghiệm với lò xo. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Tiến hành thí nghiệm theo những bước sau :

Bước 1: Đầu tiên cần treo lò xo vào giá làm thí nghiệm theo phương thẳng đứng. 

Bước 2: Đo chiều dài tự nhiên ban đầu của lò xo (độ dài này gọi là chiều dài tự nhiên kí hiệu: lo). 

Đo độ dãn của lò xo qua những lần treo quả nặng khác nhau. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Bước 3: Treo 1 quả nặng 50g vào đầu bên dưới của lò xo, khi đó lò xo bị lực của quả nặng tác dụng kéo dãn lò xo. Đo độ dài của lò xo khi ấy (l1: Chiều dài của lò xo khi treo một quả nặng)

Tính độ dãn của lò xo sau khi treo 1 quả nặng ( tức độ dài của lò xo tăng lên sau khi treo một quả nặng ) : l1 – l0

Bước 4: Treo 2 quả nặng loại 50g vào đầu dưới của lò xo. Đo độ dài của lò xo khi đó (l2)

Tính độ dãn của lò xo sau khi treo 2 quả nặng ( tức độ dài của lò xo tăng lên sau khi treo 2 quả nặng ) : l2 – l0

Bược 5: Treo 3 quả nặng loại 50g vào đầu dưới của lò xo. Đo độ dài của lò xo khi đó (l3)

Tính độ dãn của lò xo sau khi treo 3 quả nặng ( tức độ dài của lò xo tăng lên sau khi treo 3 quả nặng ) : l3 – l0
Ghi lại tác dụng thí nghiệm qua bảng sau

Số quả nặng 50 g móc vào lò xo Tổng khối lượng những quả nặng Chiều dài của lò xo ( cm ) Độ biến dạng của lò xo ( cm )
0 0 l0 = … . 0
1 50 l1 = … . l1 – l0
2 100 l2 = … . l2 – l0
3 150 l3 = … . l3 – l0

Dựa trên thí nghiệm trên ta đưa ra được những kết luận về độ biến dạng của lò xo như sau

  • Lò xo là vật có đặc thù đàn hồi
  • Khi treo quả nặng vào lò xo thì lò xo dãn ra, chiều dài tăng lên. Khi bỏ quả nặng ra khỏi lò xo thì chiều dài lò xo trở lại trạng thái bắt đầu, đúng bằng chiều dài khởi đầu của nó .
  • Độ dãn của lò xo lúc này là hiệu giữa chiều dài khi biến dạng và chiều dài tự nhiên của lò xo : l = l – l0 ( l : Chiều dài lò xo khi bị dãn, l0 : Chiều dài tự nhiên khởi đầu của lò xo )
  • Nếu vật treo có khối lượng càng lớn thì lò xo dãn ra càng nhiều. Độ dãn của lò xo treo phương thẳng đứng tỉ lệ với khối lượng vật treo .

Độ dãn của lò xo theo phương thẳng đứng tỉ lệ thuận với khối lượng vật treo. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Công thức tính độ biến dạng của lò xo cần nhớ

∆l = l – l0

l : Chiều dài lo xo khi bị dãn
lo : Chiều dài tự nhiên bắt đầu của lò xo

Lực đàn hồi là gì 

Lực đàn hồi là lực mà lò xo khi biến dạng tính năng vào quả nặng như trong thí nghiệm trên .

Kí hiệu lực đàn hồi: Fđh 

Xem thêm: Lực kế, phép đo lực, trọng lượng, khối lượng – Kiến thức vật lý 6

Đặc điểm của lực đàn hồi 

Dưới đây là những đặc thù của lực đàn hồi :

  • Lực đàn hồi xuất hiện khi lò xo bị biến dạng (nén hoặc dãn). Lực đàn hồi tác dụng vào vật tiếp xúc với lò xo làm cho nó biến dạng. 

  • Lực đàn hồi phụ thuộc vào vào độ biến dạng của vật đàn hồi. Độ biến dạng càng lớn ( trong số lượng giới hạn được cho phép ) thì lực đàn hồi càng lớn. Độ biến dạng càng nhỏ thì lực đàn hồi càng nhỏ. ( Khi tất cả chúng ta muốn lò xo dãn ra dài hơn, tất cả chúng ta cần tác động ảnh hưởng vào lò xo một lực mạnh hơn => lực đàn hồi sẽ lớn hơn để hoàn toàn có thể kéo lò xo lại vị trí khởi đầu ) .
  • Độ biến dạng của vật đàn hồi hầu hết phụ thuộc vào vào vật tư đàn hồi. ( Tính đàn hồi của lò xo nhờ vào vào vật tư làm lò xo, ví dụ lò xo bằng thép có tính đàn hồi tốt, còn lò xo làm bằng sắt có tính đàn hồi kém )
  • Độ lớn của lực đàn đồi bằng độ lớn của trọng tải : Fđh = P
  • Lực đàn hồi có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên .
  • Lực đàn hồi cùng phương và ngược chiều với trọng tải ( chiều từ trên xuống )

Ứng dụng của lực đàn hồi trong cuộc sống 

Những ứng dụng lực đàn hồi trong cuộc sống. (Ảnh: Canva.com)

Lực đàn hồi được ứng dụng rất nhiều trong đời sống như :

  • Làm lực kế, cân khối lượng
  • Bút bi : Lực đàn hồi giúp đẩy ruột bút và đầu bút bi về vị trí bắt đầu ( bên trong ngòi bút )
  • Cung tên : Khi cung biến dạng uốn cong làm Open lực đàn hồi kéo căng dây cung. Hợp lực những lực căng dây tính năng vào mũi tên sẽ làm cho tên bay đi khi ta buông tay .
  • Cầu bật cho những vận động viên nhảy đà : Khi nhảy trên cầu, làm cầu uốn cong về phía dưới tạo lực đàn hồi mạnh hướng lên. Lực này công dụng vào chân vận động viên giúp tung vận động viên lên cao .
  • Lò xo giảm xóc ở xe máy, xe hơi : Lực đàn hồi có vai trò chống lại sự hoạt động của khung xe ( và người ngồi ) theo phương thẳng đứng so với mặt đường, tức giảm xóc .
  • Đệm nằm ngủ hoặc gối
  • Quả bóng hơi ( dùng khi tập luyện thể thao )

Ngoài những ví dụ thông dụng kể trên, hoàn toàn có thể thấy lực đàn hồi Open ở mọi nghành như y học, khoa học, thể thao, đời sống …

Một số câu hỏi & bài tập về lực đàn hồi

Câu 4 SGK: Chọn câu đúng trong các câu dưới đây 

  1. Lực đàn hồi không phụ thuộc vào vào độ biến dạng
  2. Độ biến dạng tăng thì lực đàn hồi giảm
  3. Độ biến dạng tăng thì lực đàn hồi tăng

Đáp án : C

Câu 5 SGK: Dựa vào bảng 9.1 SGK, hãy tìm từ thích hợp để điền vào chỗ trống trong các câu sau: 

a, Khi độ biến dạng tăng gấp đôi thì lực đàn hồi … ( 1 )
b, Khi độ biến dạng tăng gấp 3 thì lực đàn hồi … ( 2 )
Đáp án : a, tăng gấp đôi ; b, tăng gấp ba

Câu 6 SGK: Một sợi dây cao su và một lò xo có tính chất nào giống nhau? 

Đáp án : Tính chất giống nhau là tính đàn hồi

Câu 7: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 12cm được treo thẳng đứng, đầu dưới của lò xo có gắn một quả nặng khối lượng 50g. Khi quả nặng nằm cân bằng thì lò xo có chiều dài 15cm. Cho rằng độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng vật treo. Khi treo quả nặng có khối lượng 100g vào lò xo thì chiều dài lò xo là bao nhiêu? 

Đáp án :
Theo đề bài ta có :
l0 = 12 cm
Treo quả nặng 50 g thì l1 = 15 cm. Hỏi treo quả nặng 100 g thì l2 = ? ?
Khi treo quả nặng 50 g thì độ biến dạng lò xo là : l1 – l0 = 15 – 12 = 3 ( cm )
Vì độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng nên độ dãn của lò xo khi treo vật 100 g là : 3 x 2 = 6 ( cm )
Vậy chiều dài của lò xo khi treo quả nặng 100 g là : l2 = 12 = 6 = 18 ( cm )

Câu 8: Phát biểu nào sau đây là đúng về lực đàn hồi của một lò xo? 

  1. Chiều dài của lò xo khi bị kéo dãn càng nhỏ thì lực đàn hồi càng lớn .
  2. Độ biến dạng của lò xo càng nhỏ thì lực đàn hồi càng nhỏ .
  3. Chiều dài của lò xo khi bị kéo dãn càng lớn thì lực đàn hồi càng nhỏ .
  4. Trong hai trường hợp lò xo có chiều dài khác nhau : trường hợp nào lò xo dài hơn thì lực đàn hồi mạnh hơn .

Đáp án : B

Câu 9: Treo đầu trên của lò xo vào một điểm cố định. Khi đầu dưới của lò xo để tự do, lò xo có chiều dài 10 cm. Khi treo vào đầu dưới của lò xo một quả cân 100g thì lò xo có chiều dài 14 cm. Hỏi khi tác dụng vào đầu dưới lò xo một lực kéo 2N hướng dọc theo chiều dài lò xo thì lò xo bị kéo dãn có chiều dài bằng bao nhiêu?

Đáp án :
Khi treo thêm vật 100 g thì lò xo dãn thêm 4 cm tương tự với công dụng lực 1N thì lò xo dãn 4 cm .
Vì độ lớn lực đàn hồi tỉ lệ thuận với độ biến dạng nên ta có
F2F1 = ∆ l2 ∆ l1 ⇔ 21 = ∆ l24
⇒ ∆ l2 = 8 cm
Chiều dài của lò xo lúc này là :
l = l0 + ∆ l2 = 10 + 8 = 18 cm

Câu 10: Các vật nào sau đây có tính chất đàn hồi?

A. Một tờ giấy bị gấp đôi
B. Một thanh sắt

C. Một cục đất sét

D. Lò xo
Đáp án : D

Qua bài viết về lực đàn hồi, Monkey rất mong các bạn hiểu rõ kiến thức cơ bản về lực đàn hồi. Để từ đó nhận biết được vật có tính đàn hồi, cách tính độ đàn hồi ra sao. Trên hết, chúng ta biết được lực đàn hồi được ứng dụng như thế nào trong đời sống. 

Source: https://thaiphuongthuy.com
Category : Blog

Related Posts

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.