Biến dạng của vật rắn_Chuyên đề bồi dưỡng Vật lý 10

- T: 01689.996.187 Website, Din n: http://lophocthem.COM - vuhoangbg@gmail.com A. H THNG KIN THC: - Cụng thc tớnh lc n hi: F ủh = k l ( dựng cụng thc ny tỡm k) Trong ú: k = E 0 S l ( dựng cụng thc ny tỡm E, S). k ( N/m) cng ( h s n hi). E ( N/m 2 hay Pa) : goùi laứ suaỏt ủaứn hoi hay suaỏt Y-aõng. S (m 2 ) : tit din. l o (m): chiu di ban u - bin dng t i: 0 l F l SE = - Din tớch hỡnh trũn: 2 4 d S = (d (m) ng kớnh hỡnh trũn) cng ca vt ( thanh,lũ xo) t l nghch vi chiu di: 1 2 2 1 l k l k = B. Bi tp vn dng Bi 1: Mt si dõy bng kim loi di 2m, ng kớnh 0,75mm. Khi kộo bng 1 lc 30N thỡ si dõy dón ra thờm 1,2mm. a. Tớnh sut n hi ca si dõy. b. Ct dõy thnh 3 phn bng nhau ri kộo bng 1 lc 30N thỡ dón ra l bao nhiờu? Gii - Vỡ ln lc tỏc dng vo thanh bng ln lc n hi nờn: = = = 0 . . . dh s F F k l E l l vi = 2 . 4 d s nờn = 2 . . . 4 o l d F E l ( ) = = = 10 0 2 2 3 3 4 . 4.30.2 11,3.10 . . 3,14. 0,75.10 .1,2.10 F l E Pa d l BIN DNG C CA VT RN 35 - T: 01689.996.187 Website, Din n: http://lophocthem.COM - vuhoangbg@gmail.com b. Khi ct dõy thnh 3 phn bng nhau thỡ mi phn dõy cú cng gp 3 ln so vi dõy ban u. nu kộo dõy cng bng lc 30N thỡ dón s gim i 3 ln 0,4 l mm = Bi 2: a.Phải treo một vật có khối lợng bằng bao nhiêu vào một lò xo có hệ số đàn hồi k = 250N/m để nó dãn ra l = 1cm. Lấy g = 10m/s 2 . b.Một sợi dây bằng đồng thau dài 1,8 m có đờng kính 0,8 mm. Khi bị kéo bằng một lực 25N thì thanh dãn ra một đoạn bằng 1mm. Xác định suất lâng của đồng thau. Giải a. Tìm khối lợng m Vật m chịu tác dụng của trọng lực P ur và lực đàn hồi F ur Ta có: P F + r r =0 (ở trạng thái cân bằng) Suy ra: P = F Với P = mg và F k l = Nên = = k l mg k l m g = = 250.0,01 0,25 10 m kg (Với k = 250N/m; l =1cm =0,01m ; g=10m/s 2 ) b. Tìm suất Young E? Xét dây đồng thau chịu tác dụng của lực kéo k F r và lực đàn hồi F r . ở trạng thái cân bằng: k F F = Mà: = = = 2 0 , 4 S d F k l với k E S l Nên: = = 2 0 4 k d F E l F l Suy ra: 0 2 4 k F l E d l = Với F k = 25 N; l 0 =1,8m; d = 0,8mm =8.10 -4 m ; l =10 -3 m Nên: ( ) = = 10 2 4 3 4.25.1,8 8,95.10 3,14 8.10 .10 E Pa Bi 3:Một thanh thép dài 4m, tiết diện 2cm 2 . Phải tác dụng lên thanh thép một lực kéo bằng bao nhiêu để thanh dài thêm 1,5mm? Có thể dùng thanh thép này để treo các vật có trọng lợng bằng bao nhiêu mà không bị đứt? Biết suất Young và giới hạn hạn bền của thép là 2.10 11 Pa và 6,86.10 8 Pa. Giải Ta có: F k l = (1) - T: 01689.996.187 Website, Din n: http://lophocthem.COM - vuhoangbg@gmail.com Và 0 S k E l = (2) Thay (2) vào (1) suy ra: 0 l F ES l = = ì ì = 3 11 4 3 10 2.10 2.10 1,5 15.10 4 F (N) Thanh thép có thể chịu đựng đợc các trọng lực nhỏ hơn F b = = ì 8 4 6,86.10 2.10 b b P F S P <137200 N Bi 4: mt dõy thộp cú chiu di 2,5m, tit din 0,5mm 2 , c kộo cng bi mt lc 80N thỡ thanh thộp di ra 2mm. tớnh: a. Sut n hi ca si dõy. b. Chiu di ca dõy thộp khi kộo bi lc 100N, coi tit din day khụng i. Gii a.Ta cú: 11 0 6 3 0 . . 80.2,5 . 2.10 . 0,5.10 .10 F l S E F l E Pa l S l = = = = b.Ta cú: / / 3 0 6 11 0 . . 100.2,5 . 2,5.10 0, 25 . 0,5.10 .2.10 F l S E F l l m cm l S E = = = = = Vy chiu di s l: / 0 250 0, 25 250, 25 l l l cm = + = + = Bi 5: mt thanh tr trũn bng ng thau di 10cm, sut n hi 9.10 9 Pa, cú tit din ngang 4cm. a. Tỡm chiu di ca thanh khi nú chu lc nộn 100000N. b. Nu lc nộn gim i mt na thỡ bỏn kớnh tit din phi l bao nhiờu chiu di ca thanh vn l khụng i. Gii - Chiu di ca thanh khi chu lc nộn F = 100000N. Ta cú: 0 0 2 4 9 0 . . .4 . 100000.0,1.4 . 0,08 . . 3,14.16.10 .9.10 F l F l S E F l l cm l S E d E = = = = = Vy: 0 10 0, 08 9,92 l l l cm = = = b. Bỏn kớnh ca thanh khi / 2 F F = - Khi nộn bng lc F: 0 . . S E F l l = (1) - Khi nộn bng lc F / : / / / 0 . . S E F l l = (2) Vỡ chiu di thanh khụng i: / l l = , ly (1) chia (2) v cú / 2 F F = nờn: / /2 / 2 2 /2 2 1 1 1 4 2 2 2 2 2 2 2 S d d d d d cm S d = = = = = = . lc 100 N, coi tit din day khụng i. Gii a.Ta cú: 11 0 6 3 0 . . 80.2,5 . 2 .10 . 0,5 .10 .10 F l S E F l E Pa l S l = = = = b.Ta cú: / / 3 0 6 11 0 . . 100 .2,5 . 2,5 .10 0, 25 . 0,5 .10. 0 l F ES l = = ì ì = 3 11 4 3 10 2 .10 2 .10 1,5 15 .10 4 F (N) Thanh thép có thể chịu đựng đợc các trọng lực nhỏ hơn F b = = ì 8 4 6,86 .10 2 .10 b b P F S P <137200 N Bi 4:. l E d l = Với F k = 25 N; l 0 =1,8m; d = 0,8mm =8 .10 -4 m ; l =10 -3 m Nên: ( ) = = 10 2 4 3 4.25.1,8 8,95 .10 3,14 8 .10 .10 E Pa Bi 3:Một thanh thép dài 4m, tiết diện 2cm 2 .