một lò xo treo thẳng đứng thì có chiều dài tự nhiên là 20cm khi treo vật có khối lượng 20g vào lò xo thì chiều dài của lò xo khi đó là 22 cm hỏi nếu treo các vật có khối lượng m1 = 40g và m2 = 70g thì chiều dài của lò xo khi đó là bao nhiêu ? sos
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Khi treo vật 20g lò xo dãn ra một đoạn \(\Delta l_1=l_1-l_0=22-20=2cm\)
Độ dãn lò xo tỉ lệ với trọng lượng treo vật.
\(\Rightarrow\dfrac{P_1}{P_2}=\dfrac{\Delta l_1}{\Delta l_2}\Rightarrow\dfrac{m_1}{m_2}=\dfrac{20}{50}=\dfrac{2}{\Delta l_2}\Rightarrow\Delta l_2=5cm\)
Độ dài lò xo lúc này:
\(l_2=\Delta l_2+l_0=5+20=25cm\)
Để giải quyết bài toán này, chúng ta có thể sử dụng quy tắc Hooke về đàn hồi của lò xo.
Theo quy tắc Hooke, ta biết rằng sự thay đổi chiều dài của lò xo (ΔL) tỉ lệ thuận với lực căng được tác động lên nó (F). Tức là, ΔL = kF, trong đó k là hệ số đàn hồi của lò xo.
Trong trường hợp này, chúng ta có hai cặp giá trị (F, ΔL):
Khi treo vật nặng 10g, ΔL = 18cm.Khi treo vật nặng 20g, ΔL = 20cm.
Từ hai cặp giá trị này, ta có thể xây dựng một tỉ lệ như sau: (20g - 10g) / (20cm - 18cm) = (40g - 10g) / (x - 18cm)
Để tìm x (chiều dài lò xo khi treo vật nặng 40g), ta có thể giải phương trình trên: (10g) / (2cm) = (30g) / (x - 18cm)
Đơn giản hóa phương trình trên: (x - 18cm) = (30g * 2cm) / (10g) (x - 18cm) = 60cm x = 60cm + 18cm x = 78cm
Vậy khi treo vật nặng 40g, lò xo sẽ dài 78cm.
Khi ở vị trí cân bằng ta có: \(F_{đh}=P=mg=0,2.10=2N\)
Độ biến dạng của lò xo: \(\Delta l=l_1-l_0=24-20=4\left(cm\right)=0,04\left(m\right)\)
Độ cứng của lò xo:
\(k=\dfrac{F_{đh}}{\Delta l}=\dfrac{2}{0,04}=50N/m\)
Ta có: \(F_{đh}=P\)
Mà: \(F=k\Delta l,P=mg\)
Thay vào ta có: \(k\Delta l=mg\)
\(\Leftrightarrow m=\dfrac{k\Delta l}{g}=\dfrac{50.0,06}{10}=0,3kg\)
Vậy phải treo thêm một vật có khối lượng:
\(m=m_1+m_2\Rightarrow m_2=m-m_1=0,3-0,2=0,1\left(kg\right)\)
Độ dãn của lò xo khi tro vật nặng 100g là
\(\Delta l=l_2-l_1=20-15=5\left(cm\right)\)
Độ dãn của lò xo khi tro vật nặng 50 là
\(=\dfrac{5}{2}=2,5\left(cm\right)\)
Khi vật treo vật nặng 550g thì chiều dài lo xo là
\(=15+\left(5\times5\right)+2,5=42,5\left(cm\right)\)
Khi treo vật 20g thì độ dãn lò xo:
\(\Delta l=l-l_0=22-20=2cm=0,02m\)
Độ cứng của lò xo;
\(k=\dfrac{F_{đh}}{\Delta l}=\dfrac{P}{\Delta l}=\dfrac{10\cdot0,02}{0,02}=10\)N/m
Treo vật 40g thì độ dãn lò xo:
\(\Delta l'=\dfrac{F_{đh}'}{k}=\dfrac{10\cdot0,04}{10}=0,04m=4cm\)
Lò xo dài:
\(l'=l_0+\Delta l'=20+4=24cm\)
Ta có Flx = P ⇒ k(l – l0) = mg
Do độ cứng của lò xo không đổi nên: