Bài : Một lò xo được giữ cố định ở một đầu. Khi tác dụng vào đầu kia của nó một lực kéo 2N thì nó có chiều dài 18cm; còn khi lực kéo là 3,6N thì nó có chiều dài 22cm. Chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo là
Bài : Một lò xo được giữ cố định ở một đầu. Khi tác dụng vào đầu kia của nó một lực kéo 2N thì nó có chiều dài 18cm; còn khi lực kéo là 3,6N thì nó có chiều dài 22cm. Chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo là
Đáp án:
13 cm; 40 N/m
Giải thích các bước giải:
Gọi chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo là \({l_0}\) và k.
Khi lò xo có chiều dài 18 cm, lực kéo tác dụng lên lò xo là:
\({F_{dh1}} = k\left( {{l_1} – {l_0}} \right) \Rightarrow 2 = k.\left( {0,18 – {l_0}} \right)\,\,\left( 1 \right)\)
Khi lò xo có chiều dài 22 cm, lực kéo tác dụng lên lò xo là:
\({F_{dh2}} = k\left( {{l_2} – {l_0}} \right) \Rightarrow 3,6 = k.\left( {0,22 – {l_0}} \right)\,\,\left( 2 \right)\)
Chia hai vế phương trình (1) và (2), ta có:
\(\begin{gathered}
\frac{2}{{3,6}} = \frac{{0,18 – {l_0}}}{{0,22 – {l_0}}} \hfill \\
\Rightarrow 2.\left( {0,22 – {l_0}} \right) = 3,6.\left( {0,18 – {l_0}} \right) \hfill \\
\Rightarrow {l_0} = 0,13\,\,\left( m \right) = 13\,\,\left( {cm} \right) \hfill \\
\Rightarrow k = \frac{2}{{0,18 – 0,13}} = 40{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {N/m} \right) \hfill \\
\end{gathered} \)
Ta có: $\begin{array}{l}
{F_1} = k\left( {{l_1} – {l_0}} \right)\,\,(1)\\
{F_2} = k\left( {{l_2} – {l_0}} \right)\,\,(2)
\end{array}$
Lập tỉ số: \[\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{l_1} – {l_0}}}{{{l_2} – {l_0}}} \Rightarrow {l_0} = 13cm\]
Thay ${l_0}$ vừa tìm vào (1) hoặc (2) ta được k = 40 N/m