bài 1 ) một lò xo có chiều dài l $_{0}$ =30cm , treo thẳng đứng . Khi treo vào lò xo một vật có trọng lượng P $_{1}$ = 5N thì nó dài l $_{1}$ = 40cm . Trong một vật khác có trọng lượng P $_{2}$ chưa biết , lò xo dài l $_{2}$ = 35cm
a) tính độ cứng của lò xo
b) tính trọng lượng chưa biết
bài 2 ) Treo một vật có khối lượng 200g vào lò xo thì lò xo có chiều dài 34cm . Tiếp tục treo thêm một vật có khối lượng 100g vào thì lúc này lò xo dài 36cm. Lấy g= 10m/s^2 . Chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo là bao nhiêu ?
Đáp án:
$\begin{array}{l} 1. & a) \ k=0,5 \ N/cm \\ \ & b) \ P_2=2,5N \\ 2. & l_0=30cm \\ \ & k=0,5 \ N/cm \end{array}$
Giải:
1. a) Độ cứng của lò xo:
`F_{dh_1}=k(l_1-l_0)`
⇔ `P_1=k(l_1-l_0)`
⇒ $k=\dfrac{P_1}{l_1-l_0}=\dfrac{5}{40-30}=0,5 \ (N/cm)$
b) Lực đàn hồi của lò xo:
`F_{dh_2}=k(l_2-l_0)=0,5.(35-30)=2,5 \ (N)`
⇒ `P_2=F_{dh_2}=2,5N`
2. Khi treo vật có khối lượng 200g:
`F_{dh_1}=P_1=m_1g=0,2.10=2 \ (N)`
Khi treo thêm vật có khối lượng 100g:
`F_{dh_2}=P_1+P_2=2+1=3 \ (N)`
Ta có:
$\begin{cases} F_{dh_1}=k(l_1-l_0) \\ F_{dh_2}=k(l_2-l_0) \end{cases} ⇔ \begin{cases} 2=k(34-l_0) \\ 3=k(36-l_0) \end{cases}$
⇔ $\begin{cases} l_0=30 & (cm) \\ k=0,5 & (N/cm) \end{cases}$
Đáp án:
\(\begin{array}{l}
1.\\
a.k = 50N/m\\
b.{P_2} = 2,5N\\
2.\\
{l_0} = 0,3cm\\
k = 50N/m
\end{array}\)
Giải thích các bước giải:
1.
a.
Độ cứng của lò xo là:
\(\begin{array}{l}
{P_1} = {F_{dh1}} = k\Delta {l_1}\\
\Rightarrow k = \dfrac{{{P_1}}}{{\Delta {l_1}}} = \dfrac{5}{{0,4 – 0,3}} = 50N/m
\end{array}\)
b.
Trọng lượng của vật 2 là:
\({P_2} = {F_{dh2}} = k\Delta {l_2} = 50.(0,35 – 0,3) = 2,5N\)
2.
Khi treo vật 200g thì:
\(\begin{array}{l}
{P_1} = {F_{dh1}}\\
\Rightarrow {m_1}g = k({l_1} – {l_0})\\
\Rightarrow k = \dfrac{{{m_1}g}}{{{l_1} – {l_0}}} = \dfrac{{0,2.10}}{{0,34 – {l_0}}} = \dfrac{2}{{0,34 – {l_0}}}(1)
\end{array}\)
Khi treo thêm 100g thì:
\(\begin{array}{l}
{P_2} = {F_{dh2}}\\
\Rightarrow ({m_1} + {m_2})g = k({l_2} – {l_0})\\
\Rightarrow k = \dfrac{{({m_1} + {m_2})g}}{{{l_2} – {l_0}}} = \frac{{(0,2 + 0,1).10}}{{0,36 – {l_0}}} = \frac{3}{{0,36 – {l_0}}}(2)\\
(1),(2) \Rightarrow \dfrac{2}{{0,34 – {l_0}}} = \dfrac{3}{{0,36 – {l_0}}}\\
\Rightarrow 0,72 – 2{l_0} = 1,02 – 3{l_0}\\
\Rightarrow {l_0} = 0,3cm\\
k = \dfrac{2}{{0,34 – {l_0}}} = \dfrac{2}{{0,34 – 0,3}} = 50N/m
\end{array}\)