Xem Cắt ghép lò xo, lực kéo về 2024
– CẮT GHÉP LÒ XO – LỰC KÉO VỀ
1. Cắt, ghép lò xo
– Độ cứng lò xo:
k ℓ
+ Ở lớp 10, ta biết độ cứng lò xo chịu ràng buộc vào gia vô tư vật liệu cấu tạo nên lò xo, chiều dài và tiết diện của lò xo đó, cụ thể:
Bạn đang đọc: Cắt ghép lò xo, lực kéo về
+ Độ cứng: (k = dfrac{ES}{ell}) , trong đó E là suất Iâng – đặc trưng cho vật liệu kết cấu nên lò xo, S là tiết diện lò xo và (ell) là chiều dài.
+ Suy ra: (k.ell= E.S = const), như vậy với cùng 1 lò xo khẳng định thì tích (boxed{k.ell text{ là một trong các các trong hằng số}}) (1).
– Cắt lò xo: Từ (1) ta thấy nếu cắt lò xo thành những đoạn bé hơn, chiều dài giảm bao nhiêu lần thì độ cứng tăng bấy nhiêu lần.
– Ghép lò xo: Ta có 2 cách để ghép 2 lò xo lại với nhau:
|
+ Ghép thông liền: Ta có thể Đánh Giá 1 cách định tính là khi kéo 2 lò xo này sẽ dễ dãi hơn đối với kéo từng lò xo, điều đó có nghĩa độ cứng tương đồng của hệ bé nhiều hơn độ cứng mỗi bộ phận. đơn giản chứng minh được độ cứng tương đồng của hệ 2 lò xo: (boxed{dfrac{1}{k_{nt}} = dfrac{1}{k_1}+dfrac{1}{k_2}}) |
k k 1 2 |
|
+ Ghép song thế nhưng : Trong tình huống này, độ cứng tương tự của hệ to nhiều hơn độ cứng mỗi lò xo, đơn cử :
(boxed{k_{//}= k_1+k_2}) |
k1k2 |
– Review: Cách tính độ cứng tương đương của hệ lò xo ghép thông liền và song song cũng giống như trường hợp ghép tụ thành bộ ở lớp 11.
– Ví dụ: Xem ví dụ 1 ở mục 3
2. Lực kéo về
– Ta xét một con lắc lò do như hình vẽ sau
mkOFPNdh → → → +
– Theo định luật II Niu tơn đã bọn học ở lớp 10, thì hợp lực tính năng lên vật m ở hình vẽ trên được xác lập :
( F_ { hl } = m. a ), mà tần suất ( a = – omega ^ 2. x ) nên : ( F_ { hl } = – m. omega ^ 2. x Rightarrow F_ { hl } = – k. x )
– Do (F_{hl})luôn luôn ngược dấu với li độ (x), nên giống như gia tốc, (F_{hl})luôn hướng về vị trí cân bằng. Như vậy lực này luôn có xu hướng đưa vật về VTCB, ta gọi là lực hồi phục hay lực kéo về.
– Vậy: lực hồi phục là lực kéo về, là hợp lực kết quả lên vật: (boxed{F_{hp}=-k.x})
– Ví dụ: Xem ví dụ 2 ở mục 3.
3. Ví dụ
- Ví dụ 1: Một xo có độ cứng k = 200N/m, chiều dài bỗng nhiên và thoải mái ( ell_0 = 90 )cm. Người ta cắt lò xo này thành 2 lò xo có chiều dài là 40cm độ cứng k1 và 50cm độ cứng k2.
a ) Tính k1, k2 b) Lấy k1 ghép nối tiếp với k2, tính độ cứng lò xo mới.
xem thêm thêm: tâm lý Hồ Chí Minh về đạo đức cách mạng liên hệ bản thân
c ) Lấy k1 ghép song song với k2, tính độ cứng lò xo mới .
chỉ dẫn giải:
a ) Ta có : ( k. l = k_1. l_1 = k_2. l_2 Rightarrow 200.0,9 = k_1. 0,4 = k_2. 0,5 )
( Rightarrow k_1 = frac { 200.0,9 } { 0,4 } = 450 ) ( N / m ), ( k_2 = frac { 200.0,9 } { 0,5 } = 360 ) ( N / m )
b ) Áp dụng : ( frac { 1 } { k_ { nt } } = frac { 1 } { k_1 } + frac { 1 } { k_2 } = frac { 1 } { 450 } + frac { 1 } { 360 } = frac { 1 } { 200 } )
( Rightarrow k_ { nt } = 200 ) ( N / m ), chính là độ cứng của lò xo bắt đầu .
c ) Áp dụng : ( k_ { / / } = k_1 + k_2 = 450 + 360 = 810 ) ( N / m ) - Ví dụ 2: Một con lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Con lắc được kích thích dao động điều hòa với biên độ 4cm.
a ) Tìm độ lớn lực phục sinh khi vật có li độ 3 cm .
b ) Tìm lực hồi sinh cực đại .
c ) Lực hồi sinh đổi chiều khi nào ?chỉ dẫn giải:
a ) Độ lớn lực hồi sinh : ( F_ { hp } = k | x | = 100.0,03 = 3 ) ( N )
b ) Lực phục sinh cực to : ( F_ { hpmax } = k. A = 100.0,04 = 4 ) ( N )
c ) Do lực hồi sinh luôn hướng về VTCB nên nó chỉ đổi chiều khi qua VTCB ( giống như gia tốc của vật )
4. Bài toán
Bài toán: Vật m bận rộn vào lò xo k1 được con lắc dao động điều hòa với chu kì T1, vật m bận rộn vào lò xo k2 được con lắc dao động điều hòa với chu kì T1. Tìm chu kì dao động của con lắc khi bận bịu m với hệ lò xo:
a ) k1 kế tiếp đuôi nhau với k2
b ) k1 song song với k2
Hướng dẫn:
Ta có : ( T_1 = 2 pi sqrt { frac { m } { k_1 } } Rightarrow T_1 ^ 2 = c. frac { m } { k_1 } ) ( ( c ) là thông số tỉ lệ ) ,
Tương tự : ( T_2 ^ 2 = c. frac { m } { k_2 } ) ; ( T_ { nt } ^ 2 = c. frac { m } { k_ { nt } } ) ; ( T_ { / / } ^ 2 = c. frac { m } { k_ { / / } } )
a ) ( T_ { nt } ^ 2 = c. frac { m } { k_ { nt } } = cm ( frac { 1 } { k_1 } + frac { 1 } { k_2 } ) = c. frac { m } { k_1 } + c. frac { m } { k_2 } Rightarrow T_ { nt } ^ 2 = T_1 ^ 2 + T_2 ^ 2 )
b ) ( frac { 1 } { T_ { / / } ^ 2 } = frac { k_ { / / } } { c. m } = frac { k_1 + k_2 } { c. m } = frac { k_1 } { c. m } + frac { k_2 } { c. m } Rightarrow frac { 1 } { T_ { / / } ^ 2 } = frac { 1 } { T_1 ^ 2 } + frac { 1 } { T_2 ^ 2 } )
Kết luận:
hướng tới thêm: Hai nguyên lý của phép biện chứng duy vật – Wikipedia tiếng Việt
+ ( T_ { nt } ^ 2 = T_1 ^ 2 + T_2 ^ 2 Leftrightarrow frac { 1 } { f_ { nt } ^ 2 } = frac { 1 } { f_1 ^ 2 } + frac { 1 } { f_2 ^ 2 } )
+ ( frac { 1 } { T_ { / / } ^ 2 } = frac { 1 } { T_1 ^ 2 } + frac { 1 } { T_2 ^ 2 } Leftrightarrow f_ { / / } ^ 2 = f_1 ^ 2 + f_2 ^ 2 )
Source: https://trumgiadung.vn
Category : Liên Hệ
thông báo liên hệ
- Địa chỉ: Tòa nhà 7A, Lê Đức Thọ, Mai Dịch, Cầu Giấy, Hà Nội
- Điện thoại tư vấn: 0968.688.076 – 0769.159.159
- Email: [email protected]
- trang web: https://trumgiadung.nước ta
