Công thức tính suất đàn hồi (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức tính suất đàn hồi hay, chi tiết Vật Lí lớp 10 hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính suất đàn hồi hay, chi tiết.

1. Khái niệm

- Biến dạng cơ của vật rắn là sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của ngoại lực. Tùy thuộc độ lớn của lực tác dụng, biến dạng của vật rắn có thể là đàn hồi hoặc không đàn hồi.

- Khi chịu tác động của một ứng suất kéo hoặc nén (lực tác động trên một đơn vị diện tích), một vật phản ứng bằng cách biến dạng theo tác dụng của lực dãn ra hoặc nén lại. Trong một giới hạn biến dạng nhỏ, độ biến dạng này tỷ lệ thuận với ứng suất tác động. Hệ số tỷ lệ này gọi là suất đàn hồi.

2. Công thức

Trong đó:

 là suất đàn hồi hay suất Y- âng đặc trưng cho tính đàn hồi của vật rắn (Pa hoặc N/m²)

σ: ứng suất của vật rắn (N/m² hoặc Pa)

ε: độ biến dạng tỉ đối của vật rắn

α : hệ số tỉ lệ phụ thuộc chất liệu của vật rắn

3. Kiến thức mở rộng

- Bảng suất đàn hồi của một số chất rắn:

- Công thức tính ứng suất:

Trong đó:

      F: lực nén hoặc kéo (N)

      S: tiết diện của vật rắn hình trụ đồng chất (m²)

      σ: ứng suất của vật rắn (N/m² hoặc Pa)

- Gọi l₀ là độ dài của thanh khi không có lực kéo (hay nén)

l là độ dài của thanh khi có lực kéo (hay nén)

∆l = |l - l₀| là độ biến dạng của thanh

=> Độ biến dạng tỉ đối của thanh:

- Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn đồng chất, hình trụ tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó.

Với α là hệ số tỉ lệ phụ thuộc chất liệu của vật rắn

- Biến dạng tỉ đối ε của thanh rắn (bị kéo hoặc nén) không chỉ phụ thuộc độ lớn của lực tác dụng  mà còn phụ thuộc tiết diện ngang S của thanh đó.

+ Nếu càng lớn và S càng nhỏ thì ε càng lớn, tức là mức độ biến dạng của thanh rắn càng lớn.

+ Nếu  càng nhỏ và S càng lớn thì ε càng nhỏ, tức là mức độ biến dạng của thanh rắn càng nhỏ.

- Áp dụng định luật III Niu-ton và công thức ứng suất, ta có độ lớn của lực đàn hồi F_đh là:

Với  là độ cứng (hay hệ số đàn hồi của vật rắn) (N/m)

- Suất đàn hồi còn được tính bằng công thức:

- Từ công thức suất đàn hồi, ta có thể tính:

4. Ví dụ minh họa

Bài 1: Một sợi dây kim loại dài 1,8m và có đường kính 0,8mm. Người ta dùng nó để treo một vật nặng. Vật này tạo nên một lực kéo dây bằng 25N và làm dây dài thêm một đoạn bằng 1mm. Xác định suất đàn hồi của kim loại đó?

Lời giải:

Suất đàn hồi của kim loại được xác định qua công thức:

Bài 2: Một thanh đồng có đường kính d = 20 mm. Xác định độ biến dạng nén tỉ đối của thanh này khi hai đầu của nó chịu tác dụng của một lực nén F = 94,2 kN. Cho biết suất đàn hồi của đồng là 11,8.10¹⁰ Pa.

Lời giải

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

• Công thức nở dài hay, chi tiết

• Công thức nở khối hay, chi tiết

• Công thức tính nhiệt nóng chảy hay, chi tiết

• Công thức tính nhiệt hóa hơi hay, chi tiết

• Công thức tính độ ẩm tỉ đối hay, chi tiết