Vì sao thêm lò xo song song chưa chắc làm vật bật nhanh hơn nếu giữ cùng lực nén?

Giải thích nguyên lý

Nói nhiều lò xo hơn phải nêu đang giữ cùng lực hay cùng độ nén. Với các lò xo song song cùng biến dạng, độ cứng tương đương tăng. Nếu lực nén tổng bị giữ cố định, độ nén giảm và năng lượng tích trữ có thể giảm; nếu độ nén giữ cố định, năng lượng lại tăng. Đây là hai điều kiện chuẩn bị khác nhau.

Ví dụ tính từng bước

Một lò xo k = 100 N/m chịu lực nén tổng 10 N, nén 0,10 m và chứa 0,50 J. Hai lò xo như vậy song song có k tương đương 200 N/m; vẫn chỉ nén bằng lực tổng 10 N thì nén 0,050 m, chứa 0,25 J. Nhưng nếu nén cả cặp cùng 0,10 m như lò xo đầu, năng lượng thành 1 J và lực nén tổng phải 20 N.

Điểm dễ hiểu sai

Không vừa giữ lực 10 N vừa giữ độ nén 0,10 m khi đã đổi độ cứng. Không đánh tráo dữ kiện để kết luận một cách ghép luôn mạnh hơn.

Tự kiểm tra

Nếu cùng toàn bộ năng lượng chuyển thành động năng một xe 1 kg, tốc độ tương ứng ba trạng thái là 1; √0,5; √2 m/s.

Điều kiện áp dụng

Lò xo giống nhau, nhẹ, song song đúng hình học và cùng độ biến dạng, còn tuyến tính; bỏ hao phí khi giải phóng.

Đọc hình minh họa

Một lò xo và cặp song song được so dưới hai điều kiện lực tổng hoặc độ nén; các trạng thái chuẩn bị khác nhau được ghi rõ. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

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