Vì sao ghép hai lò xo nối tiếp làm hệ dãn nhiều hơn khi cùng chịu một tải?

Giải thích nguyên lý

Khi mắc nối tiếp các lò xo nhẹ, cùng một lực căng truyền qua từng lò xo ở trạng thái cân bằng. Độ dãn tổng bằng tổng độ dãn từng chiếc. Hệ vì thế có thể mềm hơn mỗi lò xo riêng, không phải cứng hơn chỉ vì có thêm vật liệu.

Ví dụ tính từng bước

Hai lò xo mỗi chiếc k = 100 N/m nối tiếp chịu tải 4 N. Mỗi chiếc dãn 4/100 = 0,04 m, hệ dãn 0,08 m. Độ cứng tương đương là 4/0,08 = 50 N/m.

Điểm dễ hiểu sai

Không chia lực tải cho hai lò xo nối tiếp: mỗi chiếc truyền cùng lực 4 N trong mô hình. Chỉ tổng độ dãn được cộng.

Tự kiểm tra

Kiểm hệ nối tiếp hai lò xo 100 và 200 N/m: dãn lần lượt 0,04 và 0,02 m, tổng 0,06 m.

Điều kiện áp dụng

Lò xo nhẹ, cùng trục, còn đàn hồi tuyến tính; chỉ xét tải tĩnh, không dự đoán dao động hoặc tải giới hạn của hệ.

Đọc hình minh họa

Hai lò xo treo nối tiếp, mỗi đoạn dãn 4 cm với lực 4 N; tổng phần dãn được đo 8 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