[Vật lí 10] Định luật bảo toàn

[nhulai123pro]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Giải cho với:
Một người kéo một lực kế, số chỉ của lực kế là 400N, độ cứng của lò xo lực kế là 1000N/m. công do người thực hiện sẽ là bao nhiêu?
Đây là đề kiểm tra của tôi nhưng thấy đáp án hơi kì mong các bạn giải giúp nhe. Thanks

 

[saodo_3]

Giải cho với:
Một người kéo một lực kế, số chỉ của lực kế là 400N, độ cứng của lò xo lực kế là 1000N/m. công do người thực hiện sẽ là bao nhiêu?
Đây là đề kiểm tra của tôi nhưng thấy đáp án hơi kì mong các bạn giải giúp nhe. Thanks

Chỉ số lực kế là 400 N thì lò xo lực kế sẽ bị dãn x = 0,4 m

Công của người thực hiện: [TEX]A = \frac{Kx^2}{2}[/TEX]

Giống đáp án không? )

 

[nhulai123pro]

Nói chung là 1 trong 4 đáp án là vậy nhưng nếu dùng công thức A=Fs thì cho ra 160J và cũng có đáp án 160J nhưng toàn bộ lại mâu thuẫn với nhau. Sau khi phân tích hình minh hoạ thì tôi lại thấy nó phải là 240J mà đề lại không có. Chả biết thế nào?

 

[saodo_3]

Không phải dùng công thức A = F.S được, vì đây là lực biến thiên, công biến thiên. Ban đầu lực kéo = 0, sau dó tăng dần lên 400 N.

Trong khoảng thời gian t, bạn phải khuân 10 cái bao tải 10 Kg, còn thằng kia khuân 10 bao: 1 Kg, 2 Kg, 3 Kg,.... rồi 10 Kg. Tính công cho cả hai như nhau bạn có thấy tức không?

Công biến thiên tính theo công thức A = F.S/2 Còn nếu không đúng đáp án thì đáp án thầy (cô) bạn đưa ra đã bị sai bạn ạ.

 

[nhulai123pro]

Tôi không nghĩ vậy đâu. Giả sử 1 vật nặng 400N treo vào cái lò xo đó thì phù hợp với giả thiết và tôi sẽ giải bài này thế này: A= Att -Alx=mgz1- mgz2-(-(kx1^2-kx2^2)/2)=240J hai dấu (-) vì công của lò xo là công cản. Bạn thấy thế nào?

 

[saodo_3]

Tôi không nghĩ vậy đâu. Giả sử 1 vật nặng 400N treo vào cái lò xo đó thì phù hợp với giả thiết và tôi sẽ giải bài này thế này: A= Att -Alx=mgz1- mgz2-(-(kx1^2-kx2^2)/2)=240J hai dấu (-) vì công của lò xo là công cản. Bạn thấy thế nào?

Thôi được, đây là một vấn đề mà rất nhiều người nhầm lẫn nên mình sẽ phân tích kĩ hơn vậy.

Cái nhầm thứ nhất của bạn:

- Thế năng đàn hồi nó tính theo công thức [TEX]\frac{k\Delta x^2}{2}[/TEX] với [TEX]\Delta x[/TEX] là độ dãn của lò xo chứ không phải tọa độ x. Nó không giống với công thức thế năng trọng trường.

Nếu bạn so sánh [TEX]x_2^2 - x_1^2[/TEX] với [TEX]\Delta x^2[/TEX] sẽ thấy chúng đâu có giống nhau.

Cái nhầm lẫn thứ 2 của bạn.

- Đó là khi treo một vật 400 N vào lò xo không dãn, áp dụng bảo toàn năng lượng như sau: [TEX]mg.h = \frac{K\Delta x^2}{2}[/TEX] --> Thế năng trọng trường đã chuyển thành công của lực đàn hồi.

Thực ra công thức bảo toàn trên không đúng. Vì tại vị trí cân bằng, vật có vận tốc. Như vậy công thức đúng phải là [TEX]mgh = \frac{k\Delta x^2}{2} + \frac{mv^2}{2}[/TEX].

So sánh giữa khi bạn treo một vật 400 N và kéo một vật với lực 400N. Ấy chính là khi treo vật, lực đặt vào lò xo đột ngột. Tại vị trí cân bằng, vật có vận tốc. Khi kéo một lực 400N, lực đặt vào lò xo tăng từ từ nên tại vị trí cân bằng, vật không có vận tốc. Chính vì việc lực tăng từ từ nên không có động năng, công đã giảm đi một nửa.

 

[nhulai123pro]

Công thức là (kx1^2-kx2^2)/2 và dựa và công thức bảo toàn năng lượng như của bạn thì bạn cũng thấy A=kx^2/2 là không thoả đáng vì có vạn tốc ban đàu là để lò xo có thể biến dạng đến 0.4m còn nếu như bạn nói là lực tăng dần thì công lực đó cũng là:A=kx^2/2 và công cản của lò xo nữa là kx^2=160J

 

[saodo_3]

Công thức là (kx1^2-kx2^2)/2 và dựa và công thức bảo toàn năng lượng như của bạn thì bạn cũng thấy A=kx^2/2 là không thoả đáng vì dù nó giảm đi một nửa thì cũng không thể là như vậy.

Ý bạn thế nào mình chưa hiểu ?

 

[nhulai123pro]

Thế này: Nếu tính công của lực tăng dần ta chia nhỏ quãng đường ra và tính công tương đối tổng lại và cho ra kết quả tương đối 160J( và nếu phân tích đúng công thức thì nó chính là kx^2/2). Và dù thế nào thì cũng phải có vận tốc.

 

[saodo_3]

Công thức là (kx1^2-kx2^2)/2 và dựa và công thức bảo toàn năng lượng như của bạn thì bạn cũng thấy A=kx^2/2 là không thoả đáng vì có vạn tốc ban đàu là để lò xo có thể biến dạng đến 0.4m còn nếu như bạn nói là lực tăng dần thì công lực đó cũng là:A=kx^2/2 và công cản của lò xo nữa là kx^2=160J

Mình bảo công thức [TEX](kx_1^2 - kx_2^2)/2[/TEX] là sai!. Phải là [TEX]k(x_1 - x_2)^2/2[/TEX] tức [TEX]k\Delta x^2/2[/TEX] đấy.

Trong bài này, bạn ráp công thức sai đó vào nó ra kết quá giống với công thức đúng là vì [TEX]x_1 = 0[/TEX]


Nói chung bạn nói hơi khó hiểu nên mình chưa rõ chính xác là bạn thắc mắc vấn đề nào nữa.

Khi kéo vật, bạn phải cầm và kéo liên tục, chầm chậm. Làm gì có chuyện có vận tốc đầu ở đây.

 

[nhulai123pro]

Công thức của tôi là chuẩn sgk rồi đó. Mọi thứ đều có tính tương đối nên bạn coi như là kéo từ từ thì vẫn có vận tốc.

 

[saodo_3]

Công thức của tôi là chuẩn sgk rồi đó. Mọi thứ đều có tính tương đối nên bạn coi như là kéo từ từ thì vẫn có vận tốc.

À, cái x trong SGK người ta quy ước là độ biến dạng, tại mình cứ tưởng là tọa độ.

Thôi, mình nghĩ là bạn hiểu vấn đề rồi nên không nói thêm nữa. Cái "tôi" của bạn quá lớn nên bạn không đi thẳng vào vấn đề mà cứ làm cho nó lệch qua một hướng khác. Có vận tốc hay không, vì sao không vì sao có thì nó không cần thiết phải bàn và mình nghĩ bạn cũng không cần biết lắm.

Nói chung là rảnh rỗi nên phát biểu cảm nghĩ chút ấy mà. Chờ bạn 1,5h đồng hồ mong nghe câu "mình hiểu rồi" sao mà khó thế.

 

[cry_with_me]

Mọi người tranh luận sợ quá

em thích như này

cho em vào thử sức với ạ
__

sai thì thôi ạ

$F_{TB} = 400 : 2 = 200 (N)$

Độ dãn của lò xo : $\Delta{l} = \dfrac{F}{k} = 0,4 (m)$

~> $A= F_{TB}.\Delta{l} = 80 (J)$

 

[nhulai123pro]

Sau khi đọc kĩ lại các sách tôi đã thấy cái nhầm của mình và tôi xin đưa ra lời giải cuối cùng sau đây:
Với thực hành tuyệt đối và kết quả tương đối thì việc không có vận tốc là có thể xảy ra, lời giải là A=kx^2/2=80J
Với thực hành tương đối và kết quả gần tuyệt đối thì việc không có vận tốc là không thể vì có quãng đường và thời gian,lúc này 400N chỉ là giá trị tương đối trung bình nên A= kx^2/2+mv^/2>80J. Nếu là vậy thì dữ kiện không đủ nên chỉ có thể giải theo tương đối.

 

[huutrang93]

Sau khi đọc kĩ lại các sách tôi đã thấy cái nhầm của mình và tôi xin đưa ra lời giải cuối cùng sau đây:
Với thực hành tuyệt đối và kết quả tương đối thì việc không có vận tốc là có thể xảy ra, lời giải là A=kx^2/2=80J
Với thực hành tương đối và kết quả gần tuyệt đối thì việc không có vận tốc là không thể vì có quãng đường và thời gian,lúc này 400N chỉ là giá trị tương đối trung bình nên A= kx^2/2+mv^/2>80J. Nếu là vậy thì dữ kiện không đủ nên chỉ có thể giải theo tương đối.

) trong vật lí mình chưa từng nghe nói tới thực hành tương đối và kết quả tuyệt đối, chỉ có thực hành và kết quả là đúng hay gần đúng thôi.

) trường hợp bạn treo vật vào cái lò xo thì công được tính bằng A=mgh

 

[nhulai123pro]

Thực chất thực hành tương đối ở đây là sự thực hành mang tính tương đối nó cụ thể tất cả các yếu tố làm nên thí nghiệm kết quả khi nghiên cứu nó cho ra gần như tuyệt đối trong 1 hệ xác định. Còn thực hành tuyêt đối là chỉ xét những yếu tố có thể xảy ra trong lí thuyết để giải nhanh yếu tố đơn lẻ. Kết quả nó cho ra nếu xét trong điều kiện không có yếu tố nào khác yếu tố đang xét thì là tuyệt đối nhưng điều này không thể xảy ra nên nó lại là tương đối.
Công thức bạn đưa ra cũng đúng nhưng nếu bạn làm thí nghiệm không ma sát thì lúc này h không bằng 0.4m đâu mà nó sẽ giao động và nhận 0.4 làm giá trị trung bình. Công vẫn như công thức tôi đưa ra.

 

[vy000]

$F_{TB} = 400 : 2 = 200 (N)$

Tại sao có cái nì ?

Công thức $A=Fs.\cos\alpha$ áp dụng với lực không đổi, c thấy sgk ghi vậy ^^

À, cái x trong SGK người ta quy ước là độ biến dạng, tại mình cứ tưởng là tọa độ.

e muốn hỏi:

Giải sử chọn gốc O trùng với toạ độ ban đầu,thì có độ biến dạng cũng = toạ đọ (vật dãn 10cm thì có toạ độ x=10cm)

CT sgk là: $A_{\text{tay}}=\dfrac{K(x_2^2-x_1^2)}2$

Theo a thì là: $A_{\text{tay}}=\dfrac{K(x_2=x_1)^2}2$

2 cái đó khác nhau ^^

 

[nhulai123pro]

Công thức A=Fscosa áp dụng cho lực không đổi nhưng để dễ giải thì ta quy
đổi từ lực biến đổi đều sang lực không đổi trong thời gian xác định như trong chuyển động biến đổi đều biến đổi từ vận tốc biến đổi sang trung bình.
Còn công thức A=k(x1^2-x2^2)/2 với x là toạ độ biến dạng là chuẩn.

 

[cry_with_me]

Theo em anh ko sai

Anh hiểu đc bài rồi nhưng anh lại có tính kiểm tra kĩ nên đặt ra mọi trường hợp khó vì vậy mà bài của anh trở nên phức tạp

đây là bài tập đơn giản nhưng vì sự cẩn trọng của anh mà nó ra hàng trăm vấn đề hóc búa

mấy cái anh thắc mắc là đúng nhưng em ko cũng ko biết giải thích ra sao, vì em chỉ làm theo 1 khuôn đã định sẵn , ko có tìm tòi gì thêm


_________

Kết quả bài anh là 160 vì anh chưa có tính lực kéo TB, vì vậy mà công của A sẽ là 400.0,4 = 160 luôn

cái này ở lớp 10 thì nó có hẳn công thức như anh nói bài trên, còn bọn em thì phải diễn là 1 dòng nữa là Ftb rồi mới như vậy

 

[saodo_3]

e muốn hỏi:

Giải sử chọn gốc O trùng với toạ độ ban đầu,thì có độ biến dạng cũng = toạ đọ (vật dãn 10cm thì có toạ độ x=10cm)

CT sgk là: $A_{\text{tay}}=\dfrac{K(x_2^2-x_1^2)}2$

Theo a thì là: $A_{\text{tay}}=\dfrac{K(x_2=x_1)^2}2$

2 cái đó khác nhau ^^

) Em lấy [TEX]x_2^2 - 0[/TEX] so sánh với [TEX](x_2 - 0)^2[/TEX] xem có gì khác nhau không.

Thực ra công thức [TEX]\frac{K(\Delta x_1^2 - \Delta x_2^2)}{2}[/TEX] nó là biến thiên thế năng đàn hồi chứ không phải thế năng đàn hồi. Trong 1 số bài, ví dụ như treo sẵn một vật m_1, treo tiếp một vật m_2, dùng công thức [TEX]\frac{k\Delta x^2}{2}[/TEX] nó sẽ gọn biểu thức hơn nhiều.

@Nhulai123pro: Đến 1 cái lò xo bạn cũng không hiểu thì đừng nói gì to tát.