Công thức tính lực đàn hồi lớp 10 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức tính lực đàn hồi lớp 10 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức tính lực đàn hồi từ đó học tốt môn Vật Lí 10.

1. Công thức

$F_{\mathrm{dh}}=k\left(\Delta l\right)$

Trong đó:

k: độ cứng của lò xo

$\Delta l$: độ biến dạng của lò xo

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Lò xo nào sau đây có độ cứng lớn nhất?

A. Khi chịu tác dụng lực 1.10³ N, lò xo bị nén 4,5 cm.

B. Khi chịu tác dụng lực 2.10³ N, lò xo bị dãn 4,5 cm.

C. Khi chịu tác dụng lực 1.10³ N, lò xo bị dãn 5,5 cm.

D. Khi chịu tác dụng lực 3.10³ N, lò xo bị dãn 5,5 cm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Dựa vào định luật Hooke để xác định độ cứng của lò xo: $\text{k=}\frac{F}{\left(\Delta l\right)}$

A – độ cứng k = 2,2.10⁴ N/m

B – độ cứng k = 4,4.10⁴ N/m

C – độ cứng k = 1,8.10⁴ N/m

D – độ cứng k = 5,4.10⁴ N/m

Ví dụ 2: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 40 cm được treo thẳng đứng. Khi treo vào đầu tự do của nó một vật có khối lượng 4 kg thì lò xo có chiều dài 50 cm (ở vị trí cân bằng). Tính độ cứng của lò xo. Lấy g = 9,8 m/s².

A. 39,2 N/m.

B. 392 N/m.

C. 3,92 N/m.

D. 0,392 N/m.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là B

Độ cứng: $k=\frac{F}{\Delta l}=\frac{P}{\Delta l}=\frac{m.g}{\Delta l}=\frac{4.9,8}{0,5-0,4}=392N/m$

Ví dụ 3. Một lò xo có độ cứng 80 N/m được treo thẳng đứng. Khi móc vào đầu tự do của nó một vật có khối lượng 400 g thì lò xo dài 18 cm. Hỏi khi chưa móc vật thì lò xo dài bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s²

A. 17,5 cm.

B. 13 cm.

C. 23 cm.

D. 18,5 cm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Gọi chiều dài ban đầu của lò xo là: $l_0$

Khi ở trạng thái cân bằng: $P=F_{\mathrm{dh}}$

$\iff mg=k\left|\Delta \mathcal{l}\right|\iff \left|\Delta \mathcal{l}\right|=\frac{mg}{k}=\frac{\mathrm{0,4.10}}{80}=\mathrm{0,05}m$

$\iff \left|\Delta \mathcal{l}\right|=\left|\mathcal{l}-{\mathcal{l}}_0\right|=\mathrm{0,05}m$

$\iff \left|\mathrm{0,18}-{\mathcal{l}}_0\right|=\mathrm{0,05}m\iff {\mathcal{l}}_0=\mathrm{0,13}m=13cm$

3. Bài tập

Bài 1. Một diễn viên xiếc đang leo lên một sợi dây được treo thẳng đứng từ trần nhà cao. Sợi dây co giãn tuân theo định luật Hooke và có khối lượng không đáng kể. Chiều dài tự nhiên của dây là 5 m, khi diễn viên leo lên, nó dài 5,7 m. Khối lượng của diễn viên là 55 kg. Lấy g = 10 m/s². Tính độ cứng của sợi dây.

A. 786 N/m.

B. 7,86 N/m.

C. 78,6 N/m.

D. 0,786 N/m.

Đáp án đúng là A

Bài 2: Một học sinh thực hiện thí nghiệm đo độ cứng của một lò xo và thu được kết quả như Hình 23.3. Độ cứng của lò xo này có giá trị bằng bao nhiêu?

A. 15 N/m.

B. 10 N/m.

C. 25 N/m.

D. 20 N/m.

Đáp án đúng là D

Sử dụng dữ kiện sau để trả lời cho bài 3, 4, 5

Một lò xo được treo thẳng đứng. Lần lượt treo vào đầu còn lại của lò xo các vật có khối lượng m thay đổi thì chiều dài l của lò xo cũng thay đổi. Mối liên hệ giữa chiều dài và khối lượng vật được treo vào lò xo được thể hiện trong đồ thị Hình 23.4. Lấy g = 9,8 m/s².

Bài 3. Xác định chiều dài tự nhiên của lò xo.

A. 2 cm.

B. 3 cm.

C. 4 cm.

D. 5 cm.

Đáp án đúng là C

Bài 4. Tính độ dãn của lò xo khi m = 60 g.

A. 3 cm.

B. 4 cm.

C. 5 cm.

D. 6 cm.

Đáp án đúng là D

Bài 5. Tính độ cứng của lò xo.

A. 98 N/m.

B. 9,8 N/m.

C. 89 N/m.

D. 8,9 N/m.

Đáp án đúng là B

Xem thêm các bài viết về công thức Vật Lí 10 sách mới hay, chi tiết khác:

• Công thức tốc độ góc

• Công thức tính tốc độ chuyển động tròn

• Công thức liên hệ giữa tốc độ và tốc độ góc

• Công thức tính gia tốc hướng tâm

• Công thức tính lực hướng tâm

---