Question

Khi treo một vật có khối lượng 50g vào đầu dưới của một lò xo thì thấy độ giãn ra của lò xo là 2cm.

a) Biểu diễn các lực tác dụng vào vật.

b) Người ta tháo qủa nặng ra và treo vào đó một vật khác có khối lượng 100g.

Hỏi khi đó độ giãn ra của lò xo lúc này là bao nhiêu?

Answer 1

a) Ta biểu diễn các lực tác dụng vào vật như sau:

Trọng lực của vật hướng xuống: Fg = m.g = 0.05kg x 9.8m/s^2 = 0.49N.Lực đàn hồi của lò xo hướng lên: F = k.x với k là hằng số đàn hồi của lò xo và x là độ giãn ra của lò xo. Theo đó: F = k.x = m.g với m là khối lượng của vật, g là gia tốc trọng trường. Ta có x = F/(k) = (0.05kg x 9.8m/s^2)/(k) = 2cm = 0.02m. Từ đó suy ra hằng số đàn hồi của lò xo: k = F/x = (0.05kg x 9.8m/s^2)/(0.02m) = 24.5N/m.

b) Khi treo vật có khối lượng 100g vào đầu dưới của lò xo thì ta có:

Trọng lực của vật hướng xuống: Fg = m.g = 0.1kg x 9.8m/s^2 = 0.98NLực đàn hồi của lò xo hướng lên: F' = k.x'. Ta cần tìm độ giãn ra của lò xo mới x'. Tương tự như a) ta có: F = F' => k.x = k.x' => x' = x.(m'/m) = 0.02m x (0.1kg/0.05kg) = 0.04m = 4cm. Vậy khi thay đổi vật cân nặng, độ giãn ra của lò xo tăng lên từ 2cm lên 4cm.