Question

Khi treo quả nặng 50g vào đầu dưới của lò xo thì lò xo dài 11,5 cm. Khi treo quả nặng 300g vào đầu dưới của lò xo thì lò xo dài 14 cm. Hỏi chiều dài tự nhiên của lò xo là bao nhiêu?

 

Answer 1

Để tính chiều dài tự nhiên của lò xo, ta cần sử dụng định luật của Hooke:

F = kx

Trong đó:

F là lực tác dụng lên lò xo (đơn vị là N - Newton)x là biến thiên chiều dài của lò xo (đơn vị là m - mét)k là hằng số đàn hồi của lò xo (đơn vị là N/m)

Ta có thể tính được hằng số đàn hồi của lò xo bằng cách sử dụng thông tin trong câu hỏi:

k = F/x

Khi treo quả nặng 50g (tương đương với lực F = 0.5N) vào đầu dưới của lò xo thì lò xo dài x1 = 11.5cm = 0.115m. Từ đó, ta tính được hằng số đàn hồi của lò xo:

k = F/x1 = 0.5/0.115 = 4.35 N/m

Khi treo quả nặng 300g (tương đương với lực F = 3N) vào đầu dưới của lò xo thì lò xo dài x2 = 14cm = 0.14m. Từ đó, ta có thể tính được chiều dài tự nhiên của lò xo:

x0 = F/k = 3/4.35 = 0.69m

Vậy chiều dài tự nhiên của lò xo là 0.69m.

Answer 2

Độ trên lệch giữa độ dài lò xo khi treo quả nặng 50g và 300g:

\(l_2-l_1=14-11,5=2,5\left(cm\right)\)

Độ trên lệch giữa hai quả nặng:

\(300-5=250g\)

Vậy cứ treo quả nặng 250g thì lò xo dài ra 2,5 (cm)

⇒ Cứ treo 50g thì lò xo dài ra 0,5(cm) 

Vậy chiều dài tự nhiên của lò xo:

\(l_0=l_1-\Delta l=11,5-0,5=11\left(cm\right)\)