Bài 18 : Lực đàn hồi
Khái niệm về lực đàn hồi
Một vài trường hợp thường gặp
Lực kế
1. Khái niệm về lực đàn hồi
Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi một vật bị biến dạng, và có xu hướng chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng.
VD : Lực đàn hồi xuất hiện khi:
cánh cung bị uốn cong
lò xo bị kéo dãn
đặt vật nặng lên trên
Nếu lực do B tác dụng lên A vượt quá một giá trị F0nào đó A sẽ không lấy lại hình dạng, kích thước ban đầu khi B ngừng tác dụng. Khi đó giá trị F0 được gọi là giới hạn đàn hồi.
2. Một vài trường hợp thường gặp
a. Lực đàn hồi ở lò xo
Lò xo bị căng: Lực đàn hồi là lực kéo
Lò xo bị nén : Lực đàn hồi là lực đẩy
Đặc điểm :
Phương trùng với phương của trục lò xo
Chiều ngược với chiều biến dạng của lò xo.
Độ lớn (chính là nội dung của định luật Huc, do nhà bác học người Anh Robert Hooke nghiên cứu)
Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỷ lệ với độ biến dạng của lò xo.
Fđh = -k?l
?l : Độ biến dạng của lò xo.
k : Hệ số đàn hồi của lò xo.
Đơn vị của k là N/m
k : phụ thuộc kích thước lò xo và vật liệu dùng làm lò xo (mỗi vật đàn hồi có một giá trị k xác định, phụ thuộc vào độ cứng của vật nên k còn gọi là độ cứng k)
Biểu thức
b. Lực căng của dây
Khi một sợi dây bị kéo căng, nó sẽ tác dụng lên hai vật buộc ở đầu dây những lực căng. Những lực này có đặc điểm :
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. Vì vậy lực căng tác dụng lên một vật chỉ có thể là lực kéo, không thể là lực đẩy.
Trường hợp dây vắt qua ròng rọc
Ròng rọc có tác dụng đổi phương và chiều của lực tác dụng.
Nếu khối lượng của dây, của ròng rọc và ma sát của trục quay không đáng kể thì lực căng ở mọi điểm trên hai nhánh dây đều có độ lớn bằng nhau.
3. Lực kế
Dụng cụ đo lực gọi là lực kế.
Bộ phận chủ yếu của lực kế là lò xo.
Dựa trên nguyên tắc của định luật Huc là lực đàn hồi tỷ lệ với độ biến dạng.
Trên lực kế, ứng với mỗi vạch chia độ, người ta không ghi giá trị của độ dãn lò xo mà chỉ ghi các giá trị lực đàn hồi tương ứng. Tuỳ theo mỗi dụng cụ của lực kế mà mỗi lực kế có cấu tạo, hình dáng khác nhau.
Mỗi lực kế chỉ đo được một giới hạn đo xác định