Công thức tính độ cứng của lò xo (hay, chi tiết)

Công thức tính độ cứng của lò xo đầy đủ, chi tiết nhất Vật Lí lớp 10 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi Vật Lí 10.

Bài viết Công thức tính độ cứng của lò xo đầy đủ, chi tiết nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Ví dụ minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính độ cứng của lò xo đầy đủ, chi tiết nhất Vật Lí 10.

1. Khái niệm

- Lò xo chỉ dãn đều nếu các vòng của nó được quấn đều đặn.

 

- Độ cứng của lò xo hay độ đàn hồi của lò xo phụ thuộc vào chất liệu và độ dài của lò xo.

- Kí hiệu là chữ k, đơn vị N/m.

2. Công thức

 

Trong đó:

+  độ biến dạng của lò xo (cm hoặc m).

Với là độ dài ban đầu của lò xo,  là độ dài lò xo khi treo vật.

+ k là độ cứng (hay hệ số đàn hồi) của lò xo, đơn vị là niuton trên mét (N/m).

+ F_đh là lực đàn hồi (N)

                                

3. Kiến thức mở rộng

- Thép và đồng thau đàn hồi rất tốt, nên lò xo thường được làm bằng thép hoặc đồng thau.

- Giả sử một lò xo có chiều dài , độ cứng k₀. Cắt lò xo này thành n đoạn có chiều dài lần lượt và độ cứng k₁, k₂, k₃,....k_n.

Khi đó ta luôn có:  

- Độ cứng k và chiều dài l có mối quan hệ tỉ lệ nghịch với nhau. Lò xo càng dài thì độ cứng càng nhỏ, lò xo càng ngắn thì độ cứng càng lớn. Lò xo có độ dài tăng bao nhiêu lần thì độ cứng giảm đi bấy nhiêu lần và ngược lại.

- Lò xo có độ cứng k₀ cắt làm hai phần bằng nhau thì k₁ = k₂ = k = 2k₀ 

- Lò xo cắt thành n phần bằng nhau thì k₁ = k₂ = …= k_n = nk_o

4. Ví dụ minh họa

Câu 1: Người ta dùng hai lò xo. Lò xo thứ nhất khi treo vật 9 kg có độ dãn 12cm. Lò xo thứ hai khi treo vật 3 kg thì có độ dãn 4cm. Hãy so sánh độ cứng của hai lò xo? Lấy g =10m/s². 

Lời giải:

+ Khi ở vị trí cân bằng F = P => kΔl = mg 

+  Với lò xo một:  k₁.Δl₁ = m₁g => k₁.0,12 = 6g   (1) 

 + Với lò xo hai: k₂.Δl₂ = m₂g => k₂.0,04 = 2g   (2)

+ Lập tỉ số  

Vậy hai độ cứng bằng nhau

Câu 2: Tìm độ cứng của hệ hai lò xo được nối với nhau như hai hình vẽ. Tìm độ dãn của mỗi lò xo khi treo vật m = 1kg. Biết k₁ = k₂ = 100 ; g = 10m/s².

 

Lời giải:

Lò xo ghép song song: 

Ta có   

Mà F = F₁ + F₂ => kΔl = k₁.Δl₁ + k₂.Δl₂ 

=> k = k₁ + k₂ = 100 + 100 = 200 (N/m) 

Khi vật cân bằng P = F_đh => mg = k.Δl

=> 1.10 = 200.Δl => Δl = 0,05m = 5cm

                           

Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 10 quan trọng hay khác:

• Công thức tính hệ số ma sát trượt

• Công thức tính hệ số ma sát trượt trên mặt phẳng nghiêng

• Công thức tính hệ số ma sát nghỉ

• Công thức tính áp lực

• Công thức tính tầm ném xa

---