một lò xo có khối lượng không đáng kể , có chiều dài tự nhiên là 40cm.Một đầu được treo vào 1 điểm cố định , đầu còn lại được treo vật có khối lượng 100g thì lò xo dãn ra thêm 2cm.Tính chiều dài của lò xo khi được treo thêm 1 vật có khối lượng 25g?
một lò xo có khối lượng không đáng kể , có chiều dài tự nhiên là 40cm.Một đầu được treo vào 1 điểm cố định , đầu còn lại được treo vật có khối lượng 100g thì lò xo dãn ra thêm 2cm.Tính chiều dài của lò xo khi được treo thêm 1 vật có khối lượng 25g?
$l_0=40cm=0,4m$
$m_1=100g=0,1kg$
$\Delta l_1=2cm=0,02m$
Lực đàn hồi của lò xo khi treo vật có khối lượng 100g:
$F_{đh1}=P_1=m_1g=0,1g$
$F_{đh1}=k.\Delta l_1$
`<=>` $0,1g=k.0,02$ (1)
$m_2=25g=0,025kg$
`=>` $P_2=m_2g=0,025g$
Lực đàn hồi của lò xo khi treo thêm vật có khối lượng 25g:
$F_{đh2}=P_1+P_2=0,1g+0,025g=0,125g$
$F_{đh2}=k.\Delta l_2$
`<=>` $0,125g=k.\Delta l_2$ (2)
Lấy (1) chia (2) vế theo vế ta được:
$\frac{0,1}{0,125}=\frac{0,02}{\Delta l_2}$
`=>` $\Delta l_2=0,025$ (m)
Chiều dài của lò xo lúc này là:
$l=l_0+\Delta l_2=0,4+0,025=0,425$ (m)
$=42,5cm$
Đáp án:
$l’ = 42,5cm$
Giải thích các bước giải:
Độ cứng của lò xo là:
$\begin{array}{l}
{F_{dh}} = P\\
\Leftrightarrow k\Delta l = mg\\
\Leftrightarrow k = \dfrac{{mg}}{{\Delta l}} = \dfrac{{0,1.10}}{{0,02}} = 50N/m
\end{array}$
Khi treo thêm vật có khối 25g = 0,025kg thì chiều dài của lò xo là:
$\begin{array}{l}
{F_{dh}}’ = P’\\
\Leftrightarrow k\Delta l’ = m’g\\
\Leftrightarrow 50.\Delta l’ = \left( {0,1 + 0,025} \right).10\\
\Leftrightarrow \Delta l’ = 0,025m = 2,5cm\\
\Rightarrow l’ = {l_o} + \Delta l’ = 40 + 2,5 = 42,5cm
\end{array}$