Lý thuyết lực đàn hồi của lò xo - định luật Húc

LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO - ĐỊNH LUẬT HÚC

I. Hướng và điểm đặt của lực đàn hồi của lò xo

1. Lực đàn hồi xuất hiện ở hai đầu của lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc (hay gắn) với lò xo làm nó biến dạng

2. Hướng của lực đàn hồi ở mỗi đầu lò xo ngược với hướng của ngoại lực gây biến dạng.

- Khi lò xo bị dãn lực đàn hồi của lò xo hướng theo trục của lò xo vào phía trong:

- Khi lò xo bị nén lực đàn hồi của lò xo hướng theo trục của lò xo ra ngoài:

II. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo - Định luật Húc

1. Giới hạn đàn hồi của lò xo

Mỗi lò xo hay mỗi vật đàn hồi có một giới hạn đàn hồi nhất định. Nếu trọng lượng của tải vượt quá giới hạn đàn hồi thì lò xo sẽ không co được về chiều dài ban đầu nữa.

2. Định luật Húc

Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.

\(F_{dh} = k|∆l|\)

Trong đó:

+ k là độ cứng (hay hệ số đàn hồi) của lò xo, có đơn vị là N/m

+ \(∆l = |l –l_0|\) là độ biến dạng (độ dãn hay nén) của lò xo.

3. Chú ý

- Đối với dây cao su hay dây thép, lực đàn hồi chỉ xuất hiện khi bị ngoại lực kéo dãn. Vì thế, lực đàn hồi trong trường hợp này gọi là lực căng.

- Đối với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau thì lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc.

III. Các trường hợp thường gặp

1. Lực đàn hồi của lò xo

- Phương: trùng với phương của trục lò xo

- Chiều: ngược với chiều biến dạng của lò xo

- Độ lớn: $F_{đh} = k\left| {\Delta l} \right|$

Trong đó:

     + \(\Delta l\): độ biến dạng của lò xo

     + k: hệ số đàn hồi (N/m)

     + Lực đàn hồi luôn ngược hướng với chiều biến dạng

2. Lực căng của dây

- Điểm đặt: là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật.

- Phương: trùng với chính sợi dây

- Chiều: hướng từ hai đầu dây vào phần giữa của sợi dây

Lực căng tác dụng lên một vật chỉ có thể là lực kéo, không thể là lực đẩy.

Sơ đồ tư duy về lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc