[Vật Lí 10]: Bài tập về lực đàn hồi

[thaonhi_98]

[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.

Ôn hè

1. Con lắc lò xo gồm lò xo có k= 100N/m. Đầu trên cố định, đầu dưới treo vật m= 1kg. Lấy g=10.
a) Tìm độ biến dạng của lò xo khi vật cân bằng.
b) Kéo vật theo phương thẳng đứng đến vị trí B cách vị trí cân bằng 8cm rồi thả nhẹ để vật chuyển động. Bỏ qua lực cản không khí. Chọn trục ox thẳng đứng. Gốc O tại VTCB. Hãy:
- Tìm vận tôcd của vật khi đi qua VTCB.
- Trong quá trình chuyển động khi vật qua vị trí có tọa độ x bất kì. Hãy chứng minh giá trị đại số hợp lực tác dung lên vật có dạng F= -k.x
Nhờ m.n giải cụ thể giúp mình với nhaa. ths nhóa :* :*

 

[congratulation11]

Giải chi tiết.

a) Khi cân bằng, vật chịu tác dụng của lực đàn hồi lò xo và trọng lực.

$\vec F_{dh}+\vec P=\vec 0 \ \ ( * )$

Chiếu $( * )$ lên phương thẳng đứng, ta có: $F_{dh}=P$

Độ biến dạng của lò xo lúc này là: $\Delta l=\dfrac{mg}{k}=0,1 \ \ (m)$

b) Vì khi cân bằng thế năng của lò xo bị triệt tiêu bởi thế năng trọng lực nên coi hệ lò xo - vật khi đã biến dạng ở trạng thái cân bằng tương đương với 1 lò xo không treo vật, không bị biến dạng có chiều dài tự nhiên bằng chiều dài của lò xo khi đã biến dạng ở trạng thái cân bằng.

--Áp dụng định luật bảo toàn cơ cho 2 vị trí O và B:

$W_O=W_B \\ \dfrac{1}{2}mv_o^2=\dfrac{1}{2}k(0,08)^2 \\ \rightarrow v_o=\sqrt{\dfrac{k.0,08^2}{m}}=\sqrt{\dfrac{100.0,08^2}{1}}=0,8 \ \ (m/s)$

>> Vậy khi đi qua vị trí cân bằng, vật có vận tốc $v_o=0,8m/s$
-- Theo cách lí luận trên, khi vật đi qua vị trí có toạ độ x bất kì. Thế năng của hệ là:

$W_t=\dfrac{1}{2}kx^2$

Công của lực đàn hồi trung bình tác dụng (để đưa lò xo từ trạng thái biến dạng về không biến dạng là:

$A=W_t$

Ta có: $A=-\dfrac{F_{dh}+0}{2}.x=-\dfrac{1}{2}F.x$

Suy ra: $F_{dh}=-kx$

Vì hệ lò xo không treo vật nên chỉ có lực đàn hồi tác dụng khi lò xo biến dạng.

>> Hợp lực tác dụng lên hệ khi vật đi qua vị trí có toạ độ x có giá trị đại số là: $F=-kx$

 

[thaonhi_98]

b ơi.mh chưa hiểu chổ giải thích ở câu b đó. Vì sao khi vật cân bằng thì thế năng của lò xo bị triệt tiêu bởi thế năng trọng lực. B ns rõ giúp mình với.

 

[congratulation11]

b ơi.mh chưa hiểu chổ giải thích ở câu b đó. Vì sao khi vật cân bằng thì thế năng của lò xo bị triệt tiêu bởi thế năng trọng lực. B ns rõ giúp mình với.

Khi hệ cân bằng, lực đàn hồi của lò xo cân bằng với trọng lực.

-->Hệ không có khả năng sinh công.

Thế năng đặc trưng cho khả năng sinh công của vật. Hệ không sinh công đồng nghĩa với việc các thế năng đã khử (bù trừ) lẫn nhau.!

 

[thupham22011998]

Đề bài: Một đầu máy có khối lượng 10 tấn kéo 1 toa xe có khối lượng 20 tấn bởi 1 lò xo. Trong quá trình chuyển động, lò xo dãn ra 0,04m. Biết $k=8.10^4 N/m$, bỏ qua ma sát. Tính:
a,Lực kéo của đầu máy
b, Gia tốc của đầu máy

 

[congratulation11]

a) Lực kéo của đầu máy là:

$F=F_{dh}=k\Delta l=8.10^4.0,04=3200 \ \ (N)$

b) Gia tốc đầu máy là:

$a=\dfrac{F}{m_1+m_2}=\dfrac{3200}{(10+20).10^3}= \dfrac{8}{75} \ \ (m/s^2)$