Khi treo vật có khối lượng 20g vào một lò xo thì chiều dài của lò xo là 26cm, còn khi treo vật nặng 30g thì lò xo dài 32cm. Vậy khi không treo vật thì lò xo có chiều dài tự nhiên là bao nhiêu?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
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 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:
\(l_2=\Delta l_2+l_0=5+20=25cm\)
Giải:
Gọi chiều dài ban đầu của lò xo khi không treo vật gì là: l0
Khi đó độ dài biến dạng của lò xo khi treo vật có khối lượng 100g là:
15 - l0(cm)
500g gấp 100g số lần là: 500 : 100 = 5 (lần)
Khi treo vật có khối lượng 500g thì lò xo giãn ra là: (l0 - 15) \(\times\) 5 (cm)
Chiều dài của lo xo khi đó là: (l0 - 15) \(\times\) 5 + l0 (cm)
Theo bài ra ta có phương trình:
(15 - l0) x 5 + l0 = 20
75 - 5l0 + l0 = 20
75 - 20 = 5l0 - l0
55 = 4l0
l0 = 55 : 4
l0 = 13,75
Vậy chiều dài ban đầu của lò xo khi chưa treo vật gì là: 13,75 cm
lò xo sẽ tăng thêm 2cm vì 20g=1cm mà vật này nặng 40g= 2cm
vậy độ dãn của lò xo thêm 2 cm
Khi treo vật 100g thì:
\(P=F_{đh}=10\cdot0,1=1N\)
Độ cứng của lò xo:
\(k=\dfrac{F_{đh}}{l-l_0}=\dfrac{1}{0,27-0,25}=50\)N/m
Khi treo vật 300g thì:
\(F_{đh}=P'=10m'=10\cdot0,3=3N\)
Để chiều dài là 29cm
\(\Rightarrow P=F_{đh}=k\cdot\Delta l=50\cdot\left(0,29-0,25\right)=2N\)
\(\Rightarrow m=\dfrac{P}{10}=\dfrac{2}{10}=0,2kg=200g\)
14cm