Vì sao độ cứng lò xo phải tính từ độ tăng chiều dài chứ không từ toàn chiều dài?

Giải thích nguyên lý

Định luật Hooke dùng biến dạng so với chiều dài tự nhiên, không dùng chiều dài đang đo trực tiếp. Chiều dài ban đầu không tạo lực đàn hồi chỉ vì bản thân nó khác không. Nhầm hai loại chiều dài khiến giá trị độ cứng bị thấp đi.

Ví dụ tính từng bước

Lò xo dài tự nhiên 0,10 m; khi treo tải, chiều dài 0,14 m và lực đàn hồi cân bằng tải 2 N. Độ dãn là 0,04 m, nên k = 2/0,04 = 50 N/m. Dùng 0,14 m cho k ≈ 14,29 N/m là sai biến.

Điểm dễ hiểu sai

Cần ghi cùng mốc đo hai đầu lò xo. Không cộng chiều dài móc treo nếu phép đo chiều dài tự nhiên trước đó không gồm móc ấy.

Tự kiểm tra

Nếu tải tăng lên 3 N trong cùng vùng Hooke, độ dãn dự đoán 0,06 m và chiều dài là 0,16 m.

Điều kiện áp dụng

Lò xo treo đứng, bỏ trọng lượng lò xo và tải đứng yên; số đo là dữ kiện minh họa, không giả định mọi lò xo cùng k.

Đọc hình minh họa

Lò xo không tải và có tải đặt cạnh nhau, đánh dấu chiều dài tự nhiên 10 cm và phần dãn 4 cm. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Riêng đồ thị và bài 0100 đọc theo số liệu ghi trên hình.

Học tiếp

Định luật Hooke có hiệu lực đến đâu Giới hạn đàn hồi của lò xo quan trọng vì sao