Vì sao lò xo bị nén cũng đẩy vật trở về phía chiều dài tự nhiên?

Giải thích nguyên lý

Lực đàn hồi có xu hướng chống lại biến dạng: khi dãn, lò xo kéo hai đầu gần nhau; khi nén, nó đẩy hai đầu xa nhau. Dấu của lực phụ thuộc chiều trục và đầu vật đang xét, không phải lực luôn âm hoặc luôn kéo.

Ví dụ tính từng bước

Lò xo nằm ngang, đầu trái cố định, chọn x là độ lệch đầu phải so chiều dài tự nhiên, dương sang phải. Với k = 80 N/m, khi x = −0,05 m, lực lò xo lên vật ở đầu phải là F = −kx = +4 N, hướng phải. Khi x = +0,05 m thì lực −4 N hướng trái.

Điểm dễ hiểu sai

Không dùng chiều dài luôn dương thay x trong phương trình có dấu F = −kx. x ở đây là độ biến dạng có hướng.

Tự kiểm tra

Cả hai trạng thái có độ lớn lực 4 N nhưng chiều khác nhau; tại x = 0 lực bằng 0 trong mô hình.

Điều kiện áp dụng

Chỉ xét lò xo làm việc cả kéo/nén phù hợp cấu tạo, không mất ổn định hoặc vượt giới hạn đàn hồi.

Đọc hình minh họa

Lò xo nén và dãn quanh cùng mốc tự nhiên x=0; lực lên vật lần lượt +4 N sang phải và −4 N sang trái, nhãn lực tách khỏi các vòng lò xo. Hình minh họa định tính; các đại lượng đọc theo nhãn, riêng đồ thị theo đơn vị và mốc trục.

Học tiếp

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