Bài 23: Định luật Hooke

- Tính chất cơ bản của một lò xo là tính chất đàn hồi.

- Hai lò xo có cùng chiều dài nhưng làm bởi hai loại vật liệu khác nhau thì có độ dãn khác nhau khi chịu lực tác dụng.

a) Bố trí thí nghiệm như hình vẽ

Các bước tiến hành thí nghiệm:

+ Bước 1: Treo một vật nặng 50 g vào lò xo, ghi lại độ dãn

+ Bước 2: Bỏ vật nặng 50 g ra, đổi thành vật nặng 100 g vào lò xo, ghi lại độ dãn

+ Bước 3: Lặp lại thí nghiệm với các vật nặng 150 g, 200 g, 250 g

=> Mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo là: Lò xo có độ dãn tỉ lệ thuận với lực tác dụng.

b) Sau khi khảo sát và đo đạc, ta có bảng số liệu như bảng 23.1

a) Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào lực đàn hồi (trục tung) vào độ biến dạng của lò xo 1 (trục hoành).

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lực đàn hồi (trục tung) vào độ biến dạng của lò xo 2 (trục hoành).

b) Đồ thị có dạng đường thẳng và đi qua gốc tọa độ (đồ thị này được vẽ dựa trên số liệu thí nghiệm được cho trong SGK). Từ đó có thể suy ra được độ lớn lực đàn hồi tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.

- Lò xo có đường biểu diễn màu xanh: F = 5 N, Δl = 0,4 m

=> \(K = \frac{F}{{\Delta l}} = \frac{5}{{0,4}} = 12,5(N/m)\)

- Lò xo có đường biẻu diễn mà đỏ: F = 5 N, Δl = 0,6 m

=> \(K = \frac{F}{{\Delta l}} = \frac{5}{{0,6}} = \frac{{25}}{3}(N/m)\)

Các em tự thực hành.

a) Ta có: \(K = \frac{F}{{\Delta l}} = \frac{{0,2}}{{0,004}} = 50(N/m)\)

+ Khi F = 0,3 N => \(\Delta l = \frac{F}{K} = \frac{{0,3}}{{50}} = 0,006(m) = 6(mm)\)

+ Khi F = 0,5 N, Δl = 10 mm = 0,01 m => l = 10 + 50 = 60 mm

+ Khi F = 0,8 N => \(\Delta l = \frac{F}{K} = \frac{{0,8}}{{50}} = 0,016(m) = 16(mm)\)

 b)

Đồ thị:

Độ cứng của lò xo trong thí nghiệm là:  \(K = \frac{F}{{\Delta l}} = \frac{{0,2}}{{0,004}} = 50(N/m)\)

Ta có: P = m.g = 20.10 = 200 N

=> Độ nén của xương đùi là: \(\Delta l = \frac{F}{K} = \frac{P}{K} = \frac{{200}}{{{{10}^{10}}}} = {2.10^{ - 8}}(m)\).