Lực đàn hồi của lò xo, Định luật Húc

Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi một vật bị biến dạng đàn hồi, có xu hướng chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng đàn hồi.
1/ Lực đàn hồi

Biến dạng đàn hồi là những biến dạng có khả năng khôi phục lại hình dạng ban đầu khi chưa có lực tác dụng vào.

Một số ví dụ về biến dạng đàn hồi.
[​IMG]

Lò xo bị biến dạng đàn hồi nén, lực đàn hồi xuất hiện có xu hướng kéo giãn lò xo trở lại hình dạng ban đầu
[​IMG]
một loại vật liệu chịu biến dạng đàn hồi uốn cong, lực đàn hồi có xu hướng lấy lại hình dạng ban đầu cho vật​

Lực xuất hiện khi vật bị biến dạng có tác dụng khôi phục lại hình dạng ban đầu gọi là lực đàn hồi. Lực đàn hồi có điểm đặt vào vật bị biến dạng, cùng phương, ngược chiều có độ lớn bằng độ lớn của lực tác dụng tại thời điểm xuất hiện.

Khi lực tác dụng vào vật quá lớn vật mất khả năng khôi phục lại hình dạng ban đầu ta nói lực tác dụng vượt qua giới hạn đàn hồi của vật liệu.

Giới hạn đàn hồi của vật là giá trị mà tại đó còn xuất hiện lực đàn hồi.

2/ Lực đàn hồi của lò xo:
Một lò xo treo thẳng đứng khối lượng không đáng kể, chiều dài ban đầu của lò xo khi chưa biến dạng là lo; Treo vào lò xo một vật nặng có khối lượng m khi đó chiều dài của lò xo là l. Độ biến dạng của lò xo là Δl=l – lo

$_{[​IMG]}$
Treo thêm các quả nặng có khối lượng giống nhau người ta nhận thấy rằng ứng với vật có khối lượng m lò xo biến dạng một đoạn là Δl; khi khối lượng của vật treo là 2m thì lò xo biến dạng một đoạn là 2Δl …
Gia tốc trọng trường là không đổi, lực tác dụng vào lò xo là trọng lực P=mg, theo định luật III Newton ta có F$_{đh}$=P => độ lớn của lực đàn hồi tỉ lệ thuận với độ biến dạng Δl của lò xo. Tiến hành thí nghiệm tương tự với trường hợp lò xo bị nén.
Định luật Húc (Hooke): Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo
Biểu thức định luật Húc (Hooke)

F$_{đh}$=k|Δl|​

Trong đó

  • k: hệ số đàn hồi hay độ cứng của lò xo (N/m)
  • F$_{đh}$: lực đàn hồi (N)
  • Δl=l – lo: độ biến dạng của lò xo (m)
  • Δl > 0: lò xo chịu biến dạng giãn
  • Δl < 0: lò xo chịu biến dạng nén

Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xoTrong đó

3/ Lực đàn hồi của sợi dây (lực căng dây)
[​IMG]

Cầu brooklyn được xây dựng nhờ cáp treo, lực căng của dây treo tác dụng vào trụ cầu và thân cầu giúp giữ thăng bằng cho cầu​

Khi một sợi dây bị kéo căng nó sẽ tác dụng lên hai vật gắn với đầu dây. Trong trường hợp này lực đàn hồi được gọi là lực căng dây. Lực căng dây có điểm đặt và hướng giống như lực đàn hồi.

4/ Ứng dụng của lực đàn hồi:
Sử dụng lò xo làm bộ phận chính của lực kế đo độ lớn của lực tác dụng, cân lò xo đo trọng lượng của một vật.

nguồn học vật lý trực tuyến