Câu 2: Một sợi dây cao su đàn hồi có chiều dài tự nhiên l0=22cm. Treo vào đầu dưới của dây một vật nặng 0,5kg thì dây dài 25 cm. Vậy muốn dây có chiều dài 30cm thì phải treo vào đầu dưới của dây một vật có khối lượng bao nhiêu?
Một sợi dây cao su có chiều tự nhiên là 15 cm, treo 1 quả nặng có khối lượng 50 vào dây cao su thì dây cao su có chiều dài 22cm.
a)Vật chịu tác dụng của những lực nào? Cho biết phương, chiều của từng lực? Và cường độ của mỗi lực là bao nhiêu??
LÀM ƠN GIÚP MÌNH VS MẤY BẠN ƠI
Vật chịu tác động của 2 lực là trọng lực và lực đàn hồi của sợi dây cao su. Trọng lực có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới, lực đàn hồi có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên. Cường độ thì (nếu cậu viết 50 là 50 g) trọng lực là: (50g=0,05kg) P=10m=10.0,05=0,5 N. Vì vật đứng yên nên chắc đây là hai lực cân bằng nên lực đàn hồi cũng bằng 0,5 N.
Một lò xo và một sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên được treo thẳng đứ ng vào cùng một điểm cố định, đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng có khối lượng m =100g như hình vẽ. Lò xo có độ cứng k1 = 10 N/m, sợi dây khi bị kéo dãn xuất hiện lực đàn hồi có độ lớn tỷ lệ với độ giãn của sợi dây với hệ số đàn hồi k2 = 30 N/m ( sợi dây khi bị kéo dãn tương đương như một lò xo, khi dây bị cùng luwjcj đàn hồi triệt tiêu ) Ban đầu vật đang ở vị trí cân bằng, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5 cm rồi thả nhẹ. Khoảng thời gian kể từ khi thả cho đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất xấp xỉ bằng
A. 0,157 s
B. 0,751 s.
C. 0,175 s.
D. 0,457 s.
Đáp án C
Chọn gốc toạ độ tại VTCB; chiều dương hướng xuống dưới.
Độ giãn của hệ lò xo + dây đàn hồi khi vật ở VTCB:
- Khoảng thời gian từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất được chia làm hai giai đoạn:
+ Giai đoạn 1 (sợi dây bị kéo giãn tương đương như một lò xo): Vật đi từ vị trí biên x = 5cm đến vị trí x = -∆l = -2,5cm
+ Giai đoạn 2 (khi dây bị trùng lực đàn hồi bị triệt tiêu): Vật đi từ vị trị x = -∆l = -2,5cm đến biên âm.
- Giai đoạn 1:
Hệ dao động gồm lò xo và sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng được coi như hai lò xo mắc song song
=> Độ cứng của hệ: k = k1 + k2 = 10 + 30 = 40 N/m
Chu kì dao động của hệ:
Ban đầu vật ở VTCB, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5cm rồi thả nhẹ => A = 5cm.
Thời gian vật đi từ x = 5cm đến x = -2,5cm được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
=> Góc quét
Tại li độ x = -2,5cm vật có vận tốc:
- Giai đoạn 2:
Độ giãn của lò xo ở VTCB: => tại vị trí lò xo không biến dạng x = -10cm
Vật dao động điều hoà với chu kì và biên độ:
Vật đi từ vị trí x = -∆l = -10cm đến biên âm - 5 7 c m được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
Từ đường tròn lượng giác ta tính được:
=> Khoảng thời gian kể từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại: t = t1 + t2 = 0,175s
Một lò xo và một sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên được treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định, đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng có khối lượng m =100g như hình vẽ. Lò xo có độ cứng k 1 = 10 N/m, sợi dây khi bị kéo dãn xuất hiện lực đàn hồi có độ lớn tỷ lệ với độ giãn của sợi dây với hệ số đàn hồi k 2 = 30 N/m ( sợi dây khi bị kéo dãn tương đương như một lò xo, khi dây bị cùng luwjcj đàn hồi triệt tiêu ) Ban đầu vật đang ở vị trí cân bằng, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5 cm rồi thả nhẹ. Khoảng thời gian kể từ khi thả cho đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất xấp xỉ bằng
A. 0,157 s
B. 0,751 s
C. 0,175 s
D. 0,457 s
Đáp án C
Chọn gốc toạ độ tại VTCB; chiều dương hướng xuống dưới.
Độ giãn của hệ lò xo + dây đàn hồi khi vật ở VTCB:
- Khoảng thời gian từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất được chia làm hai giai đoạn:
+ Giai đoạn 1 (sợi dây bị kéo giãn tương đương như một lò xo): Vật đi từ vị trí biên x = 5cm đến vị trí x = -∆l = -2,5cm
+ Giai đoạn 2 (khi dây bị trùng lực đàn hồi bị triệt tiêu): Vật đi từ vị trị x = -∆l = -2,5cm đến biên âm.
- Giai đoạn 1:
Hệ dao động gồm lò xo và sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng được coi như hai lò xo mắc song song
=> Độ cứng của hệ:
Ban đầu vật ở VTCB, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5cm rồi thả nhẹ => A = 5cm.
Thời gian vật đi từ x = 5cm đến x = -2,5cm được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
=> tại vị trí lò xo không biến dạng x = -10cm
Vật dao động điều hoà với chu kì và biên độ:
Vật đi từ vị trí x = -∆l = -10cm đến biên âm x = - 5 7 cm được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
=> Khoảng thời gian kể từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại:
Một lò xo và một sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên được treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định, đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng có khối lượng m =100g như hình vẽ. Lò xo có độ cứng k1 = 10 N/m, sợi dây khi bị kéo dãn xuất hiện lực đàn hồi có độ lớn tỷ lệ với độ giãn của sợi dây với hệ số đàn hồi k2 = 30 N/m ( sợi dây khi bị kéo dãn tương đương như một lò xo, khi dây bị cùng luwjcj đàn hồi triệt tiêu ) Ban đầu vật đang ở vị trí cân bằng, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5 cm rồi thả nhẹ. Khoảng thời gian kể từ khi thả cho đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất xấp xỉ bằng
A. 0,157 s.
B. 0,751 s.
C. 0,175 s.
D. 0,457 s.
Chọn gốc toạ độ tại VTCB; chiều dương hướng xuống dưới.
Độ giãn của hệ lò xo + dây đàn hồi khi vật ở VTCB:
- Khoảng thời gian từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất được chia làm hai giai đoạn:
+ Giai đoạn 1 (sợi dây bị kéo giãn tương đương như một lò xo): Vật đi từ vị trí biên x = 5cm đến vị trí x = -∆l = -2,5cm
+ Giai đoạn 2 (khi dây bị trùng lực đàn hồi bị triệt tiêu): Vật đi từ vị trị x = -∆l = -2,5cm đến biên âm.
- Giai đoạn 1:
Hệ dao động gồm lò xo và sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng được coi như hai lò xo mắc song song
=> Độ cứng của hệ: k = k1 + k2 = 10 + 30 = 40 N/m
Chu kì dao động của hệ:
Ban đầu vật ở VTCB, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5cm rồi thả nhẹ => A = 5cm.
Thời gian vật đi từ x = 5cm đến x = -2,5cm được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
- Giai đoạn 2:
Độ giãn của lò xo ở VTCB: ∆ l ' = m g k 1 = 10 c m => tại vị trí lò xo không biến dạng x = -10cm
Vật dao động điều hoà với chu kì và biên độ:
Vật đi từ vị trí x = -∆l = -10cm đến biên âm x = - 5 7 c m được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
Từ đường tròn lượng giác ta tính được:
=> Khoảng thời gian kể từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại: t = t1 + t2 = 0,175s
Đáp án C
Một lò xo và một sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên được treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng có khối lượng m = 100 gam như hình vẽ. Lò xo có độ cứng k 1 = 10 N / m , sợi dây khi bị kéo giãn xuất hiện lực đàn hồi có độ lớn tỉ lệ với độ giãn của sợi dây với hệ số đàn hồi k 2 = 30 N / m , (sợi dây khi bị kéo giãn tương đương như một lò xo khi dây bị chùng lực đàn hồi triệt tiêu). Ban đầu vật đang ở vị trí cân bằng, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5 cm rồi thả nhẹ. Khoảng thời gian kể từ khi thả cho đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất xấp xỉ bằng
A. 0,157 s
B. 0,751 s
C. 0,175 s
D. 0,457 s
Đáp án C
Để đơn giản, ta có thể chia quá trình chuyển động của vật thành hai gia đoạn.
Giai đoạn chuyển động từ biên dưới đến vị trí lò xo khống biến dạng → lực đàn hồi là hợp lực của lò xo và dây tương ứng với lò xo có độ cứng k = k 1 + k 2 = 40 N / m .
Giai đoạn hai từ vị trí lò xo không biến dạng đến vị trí lò xo bị nén cực đại, lúc này dây bị chùng nên không tác dụng lực đàn hồi lên vật.
+ Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng Δ l 0 = m g k = 0 , 1.10 40 = 2 , 5 cm = 0,5A.
→ Thời gian chuyển động từ biên dưới đến vị trí lò xo không biến dạng là t 1 = T 1 3 = 2 π 3 m k = 2 π 3 0 , 1 40 = π 30 s
→ Vận tốc của vật ngay thời điểm đó v 0 = 3 2 ω A = 3 2 40 0 , 1 .5 = 50 3 cm/s
+ Khi không còn lực đàn hồi của dây, ta xem vật dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng mới, nằm dưới vị trí cân bằng cũ một đoạn = 0 , 1.10 10 − 2 , 5 = 7 , 5 c m
→ Biên độ dao động mới A ' = 2 , 5 + 7 , 5 2 + 50 3 10 2 = 5 7 ≈ 13 , 23 cm.
+ Thời gian để vật đến biên trên tương ứng là t 2 = T 2 360 0 a r cos 10 5 7 = 0 , 2 π 360 0 a r cos 10 5 7 ≈ 0 , 071 s.
→ Tổng thời gian t = t 1 + t 2 = 0 , 176 s .
Một dây thép có chiều dài 100cm có một đầu cố định, treo một vật có khối lượng 100kg vào đầu dây còn lại thì chiều dài của dây thép là 101cm. Biết suất đàn hồi của thép là 2.1011Pa . Đường kính tiết diện của dây là bao nhiêu? Lấy g = 10m/s2.
A. d = 0,898cm
B. d = 7,98.10-4m
C. d = 5,89.10-4m
D. d = 0,567cm
Ta có:
+ Độ dãn của dây: ∆ l = 101 - 100 = 1 c m = 0 , 01 m
+ Khi cân bằng lực kéo đàn hồi cân bằng với trọng lực của vật: F d h = P ↔ k ∆ l = m ↔ E S l 0 ∆ l = m g ↔ E π d 2 4 l 0 ∆ l = m g → d = 2 m g l 0 π . E . ∆ l = 2 100 . 10 . 1 π . 2 . 10 11 . 0 , 01 ≈ 7 , 98 . 10 - 4 m
Đáp án: B
Một sợi dây sắt dài gấp đôi nhưng có tiết diện nhỏ bằng nửa tiết diện của sợi dây đồng. Giữ chặt đầu trên của mỗi sợi dây và treo vào đầu dưới của chúng hai vật nặng giống nhau. Suất đàn hồi của sắt lớn hơn của đồng 1,6 lần. Độ dãn của sợi dây sắt so với sợi dây đồng là:
A. ∆ l F e = 2 ∆ l C u
B. ∆ l F e = 5 ∆ l C u
C. ∆ l F e = 2 , 5 ∆ l C u
D. ∆ l F e = 0 , 5 ∆ l C u
+ Lực đàn hồi xuất hiện trên hai thanh: F d h = k . ∆ l
+ Ta có, độ cứng của vật rắn: k = E S l 0
Theo đầu bài, ta có: l 0 F e = 2 l 0 C u S F e = 1 2 S C u và E F e = 1 , 6 E C u
Lại có, độ lớn lực đàn hồi xuất hiện ở hai thanh có giá trị như nhau (vì được treo vào đầu dưới một vật có khối lượng như nhau)
F d h F e = F d h C u ↔ k F e ∆ l F e = k C u ∆ l C u → ∆ l F e ∆ l C u = k C u k F e = E C u S C u l 0 C u E F e S F e l 0 F e
= E C u S C u l 0 C u 1 , 6 E C u 1 2 S C u 2 l 0 C u = 5 2 ∆ l F e = 2 , 5 ∆ l C u
Đáp án: C
Một day cao su dan hồi có chiều dài 24cm khi treo vật có trọng lượng 4N, có chiều dài 28cm khi treo vat nặng có trong lượng 6N. Tính chiều dài tự nhiên của sợi dây?
gọi l0 là chiều dài tự nhiên của dây cao su
l1 (=24 cm ) là chiều dài của dây khi treo vật có trọng lượng P1 ( 4N)
l2 (=28 cm ) là chiều dài của dây khi treo vật có trọng lượng P2 ( 6N)
Vì độ biến dạng của tỉ lệ thuận với lực đàn hồi nên
\(\frac{P_1}{P_2}=\frac{\Delta l_1}{\Delta l_2}\)
=> \(\frac{P_1}{P_2}=\frac{l_1-l_0}{l_2-l_0}\)
=> \(\frac{4}{6}=\frac{24-l_0}{28-l_0}\)
<=> 2( 28 - l0 ) = 3( 24 - l0 )
<=> 56 - 2l0 = 72 - 3l0
<=> l0 = 16(cm)
Vậy chiều dài tự nhiên của lò xo là 16cm
Một sợi dây dài gấp đôi nhưng có tiết diện nhỏ bằng một nửa tiết diện của sợi dây đồng. giữ chặt đầu trên của mỗi sợi dây và treo vào đầu dưới của chúng hai vật nặng giống nhau. Suất đàn hồi của sắt lớn hơn đồng 1,6 lần. Hỏi sợi dây sắt bị giãn nhiều hơn hay ít hơn bao nhiêu lần so với sợi dây đồng?
A. Nhỏ hơn 1,6 lần
B. Lớn hơn 1,6 lần
C. Nhỏ hơn 2,5 lần
D. Lớn hơn 2,5 lần