Lý thuyết Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc (hay, chi tiết nhất)

---

---

Bài viết Lý thuyết Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc hay, chi tiết giúp bạn nắm vững kiến thức trọng tâm Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc.

Lý thuyết Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc

Bài giảng: Bài 12: Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc - Cô Nguyễn Quyên (Giáo viên VietJack)

1. Hướng và điểm đặt lực đàn hồi của lò xo

    - Lực đàn hồi xuất hiện ở hai đầu của lò xo và tác dụng vào vật tiếp xúc (hay gắn) với lò xo, làm nó biến dạng.

        + Khi bị dãn, lực đàn hồi của lò xo hướng vào trong.

        + Khi bị nén, lực đàn hồi của lò xo hướng ra ngoài.

    - Hướng của lực đàn hồi ở mỗi đầu lò xo ngược với hướng của ngoại lực gây biến dạng.

2. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc

    a) Giới hạn đàn hồi của lò xo

    Mỗi lò xo hay mỗi vật đàn hồi có một giới hạn đàn hồi nhất định. Nếu trọng lượng của tải vượt quá giới hạn đàn hồi thì lò xo sẽ không co được về chiều dài ban đầu nữa.

    b) Định luật Húc

    Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.

    F_đh = k.Δl

    Trong đó: F_đh là độ lớn của lực đàn hồi (N)

        k là độ cứng hay hệ số đàn hồi của lò xo (N/m)

        Δl là độ biến dạng của lò xo (m)

    Khi lò xo bị dãn: Δl = l - l₀

    Khi lò xo bị nén: Δl = l₀ - l

    c) Chú ý

    - Đối với dây cao su hay dây thép, lực đàn hồi chỉ xuất hiện khi bị ngoại lực kéo dãn. Vì thế, lực đàn hồi trong trường hợp này gọi là lực căng.

    - Đối với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau thì lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc.

3. Ứng dụng của lực đàn hồi

Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Một lò xo có chiều dài tự nhiên là 10 cm và có độ cứng là 40 N/m. Giữ cố định một đầu và tác dụng vào đầu kia một lực 1 N để nén lò xo. Chiều dài của lò xo khi bị nén là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Khi nén một lực 1 N vào lò xo, ta có:

$$\begin{gathered} F=k∆\mathcal{l}\Rightarrow ∆\mathcal{l}=\frac{F}{k}=\frac{1}{40}=0,025=2,5cm \\ ∆\mathcal{l}={\mathcal{l}}_0-\mathcal{l}\iff 2,5=10-\mathcal{l}\Rightarrow \mathcal{l}=7,5cm \end{gathered}$$

Ví dụ 2: Một lò xo có chiều dài tự nhiên là 30 cm, khi bị nén lò xo dài 24 cm và lực đàn hồi của nó bằng 5 N. Hỏi khi lực đàn hồi bị nén bằng 10N thì chiều dài của nó bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Lò xo bị nén, độ biến dạng của lò xo là: $∆\mathcal{l}={\mathcal{l}}_0-\mathcal{l}=30-24=6cm=0,06m$

Độ cứng của lò xo là: $k=\frac{F}{∆\mathcal{l}}=\frac{5}{0,06}=\frac{250}{3}N/m$

Khi lực đàn hồi của lò xo bị nén bằng 10 N, ta có: $∆{\mathcal{l}}^{\text{'}}=\frac{F^{\text{'}}}{k}=\frac{10}{{\displaystyle \frac{250}{3}}}=0,12m=12cm$

Chiều dài của lò xo lúc này là: $\mathcal{l}={\mathcal{l}}_0-∆\mathcal{l}=30-12=18cm$

Bài tập bổ sung

Bài 1: Khi nói về lực đàn hồi của lò xo. Phát biểu nào sau đây là sai?

A. Lực đàn hồi luôn có chiều ngược với chiều biến dạng của lò xo.

B. Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi luôn tỉ lệ thuận với độ biển dạng.

C. Khi lò xo bị dãn, lực đàn hồi có phương dọc theo trục lò xo.

D. Lò xo luôn lấy lại được hình dạng ban đầu khi thôi tác dụng lực.

Bài 2: Trong giới hạn đàn hồi của lò xo, độ lớn lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ:

A. Với độ biến dạng của lò xo.

B. Với chiều dài lò xo.

C. Nghịch với độ biến dạng của lò xo.

D. Nghịch với chiều dài lò xo.

Bài 3: Một lò xo có độ cừng k đươc treo vào điểm cố định, đầu dưới treo vật có khối lượng m, tại nơi có gia tốc trọng trường g. Khi vật nằm cân bằng, độ biến dạng của lò xo là?

A. $\frac{k}{mg}$.

B. $\frac{mg}{k}$.

C. $\frac{mk}{g}$ .

D. $\frac{g}{mk}$.

Bài 4: Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện 

A. chỉ khi lò xo bị nén.

B. chỉ khi lò xo bị giãn.

C. khi lò xo có chiều dài tự nhiên.

D. khi lò xo bịến dạng.

Bài 5: Hai người cầm hai đầu của một lực kế lò xo và kéo ngược chiều những lực bằng nhau, tổng độ lớn hai lực kéo là 100 N. Lực kế chỉ giá trị là?

A. 50 N.

B. 100 N.

C. 0 N.

D. 25 N.

Bài 6: Treo một vật có trọng lượng 2 N vào một lò xo, lò xo giãn ra 10 mm. Treo một vật khác có trọng lượng P vào lò xo thì nó dãn ra 80 mm. Độ cứng của lò xo và trọng lượng P lần lượt là:

A. k = 100 N/m; P = 20 N.

B. k = 150 N/m; P= 18 N.

C. k = 200 N/m; P = 16 N.

D. k = 300 N/m; P = 15 N.

Bài 7: Một vật có khối lượng 200 g được treo vào một lò xo theo phương thẳng đứng thì chiều dài của lò xo là 20 cm. Biết khi chưa treo vật thì lò xo dài 18 cm. Lấy g = 10 m/s². Độ cứng của lò xo này là?

A. 200 N/m.

B. 150 N/m.

C. 100 N/m.

D. 50 N/m.

Bài 8: Hai lò xo A và B có chiều dài tự nhiên bằng nhau. Độ cứng lò xo A là 100 N/m. Khi kéo hai lò xo có cùng lực F thì lò xo A giãn 2 cm, lò xo B giãn 1 cm. Độ cứng lò xo B là:

A. 100 N/m.

B. 200 N/m.

C. 300 N/m.

D. 10 N/m.

Bài 9: Một lò xo có một đầu cố định, còn đầu kia chịu một lực kéo băng 5 N thì lò xo dãn 8 cm. Độ cứng của lò xo là?

A. 1,5 N/m.

B. 120 N/m.

C. 62,5 N/m.

D. 15 N/m.

Bài 10: Một lò xo nằm ngang có chiều dài tự nhiên là 40 cm, khi bị nén lò xo dài 35 cm và lực đàn hồi khi đó bằng 2 N. Khi lực đàn hồi của lò xo bị nén là 5 N thì lò xo có chiều dài là:

A. 35 cm.

B. 32,5 cm.

C. 25 cm.

D. 27,5 cm.

Các bài Lý thuyết Vật Lí lớp 10 đầy đủ, chi tiết khác:

• Lý thuyết Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm
• Lý thuyết Ba định luật Niu-tơn
• Lý thuyết Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn
• Lý thuyết Lực ma sát
• Lý thuyết Lực hướng tâm
• Lý thuyết Bài toán về chuyển động ném ngang
• Lý thuyết tổng hợp chương Động lực học chất điểm

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---

---

---