Bài 1:
Treo vật lần lượt vào hai lò xo ta thấy độ dãn của các lò xo khác nhau. Có thể kết luận gì về sự khác nhau giữa độ cứng của hai lò xo không ?
Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết của bài tập
Treo một vật thể vào hai lò xo rút ra kết luận
Bước 2: Phân tích hiện tượng
Khi treo cùng một vật vào hai lò xo khác nhau cùng độ dài thì lúc treo vào thì độ dài lúc sau sẽ khác nhau.
Bước 3 Xây dựng lập luận và suy luận kết quả
Vật có khối lượng không đổi, khi treo lần lượt vào hai lò xo thì lực đàn hồi xuất hiện ở các lò xo là như nhau. Do đó, độ cứng của các lò xo sẽ tỉ lệ nghịch với độ dãn của các lò xo. Vì thế, lò xo dãn ra nhiều hơn thì có độ cứng nhỏ hơn.
Bước 4: Biên luận
Lực đàn hồi sinh ra là như nhau đối với những lực tác dụng bằng nhau.
Bài 2:
Tại sao viên bi thép lại có thể nảy lên khi rơi xuống sàn lót gạch nhưng lại nằm yên khi rơi xuống cát ?
Lời giải
Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết của bài tập
Giải thích về sự đàn hồi và không đàn hồi
Bước 2: Phân tích hiện tượng
Viên bi thép lại có thể nảy lên khi rơi xuống sàn lót gạch, sàn gạch có tính chất cứng tác dụng lực lớn lên viên bi thép khi va trạm làm biến dạng viên bi. Viên bi thép nằm yên khi rơi xuống lực tương tác giữa bi và mặt cát nhỏ trong quá trình va trạm.
Bước 3 Xây dựng lập luận và suy luận kết quả
Lực đàn hồi xuất hiện ở bề mặt khi có lực tác dụng vào các vật làm nó biến dạng
Va chạm giữa hòn bi với sàn nhà mang đặc tính biến dạng đàn hồi nên sinh ra lực đàn hồi và làm cho viên bi nảy lên. Còn va chạm giữa viên bi và lớp cát là va chạm mềm mang đặc tính biến dạng không đàn hồi nên không có lực đàn hồi xuất hiện và viên bi không thể nảy lên được.
Sự nảy lên hay không nẩy lên của vật va chạm hay tổng quát trạng thái chuyển động thay đổi như thế nào là phụ thuộc tính chất bề mặt và cấu trúc vật chất của vật va chạm. Tính chất đó được biểu diễn bằng tính đàn hồi.
Bài 3: [1]
Một trong số những ứng dụng của lò xo là làm lực kế. tại sao mỗi lực kế đều có một giới hạn nhất định?
Xây dựng lập luận đề giải;
Lò xo là bộ phận chính của lực kế. Mỗi lò xo đều có một giới hạn đàn hồi nhất định, nếu treo vào lò xo một vật có khối lượng hay một lực lớn hơn giới hạn cho phép thì lò xo không tự trở về hình dạng ban đầu được. vì vậy mỗi một lực kế có ghi một giá trị lớn nhất nếu vượt quá giá trị đó thì lò xo bị hỏng.
Bài 4:
Dùng một sợi dây cao su nhỏ để treo một vật, dây cao su dãn nhưng không đứt. Khi cầm dây giật mạnh đột ngột thì dây bị đứt. Hãy giải thích tại sao ?
Lời giải
Dây chịu tác dụng của trọng lực của vật làm dây dãn mà không đứt là vì còn nằm trong giới hạn đàn hồi của dây cao su. Nhưng khi cầm dây giật mạnh đột ngột thì lực sinh tác dụng lên dây lớn hơn rất nhiều so với trọng lực của vật và vượt qua giới hạn đàn hồi cho phép của dây cao su nên dây đứt. Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi sinh ra giúp vật lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu. Nhưng khi vượt qua giới hạn đàn hồi thì vật không thể lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu.
Bài 5:
Hệ số đàn hồi của một sợi dây cao su có chiều dài l0, khối lượng m là k. Dây tạo thành vòng và quay với vận tốc góc ω trong mặt phẳng nằm ngang quanh một trục thẳng đứng qua tâm của vòng. Xác định bán kính của vòng dây đang quay ?
Lời giải
Xét đoạn ∆l trên vòng dây, có chu vi là l=2πR
Khối luongj của đoạn dây ∆l là: m m l l ∆ = ∆ Lực tác dụng vào ∆llà : 1 2 2 sin 2 F T T F T α = + ⇒ = ur ur uur
Chính lực urF hướng vào tâm vòng tròn là thành phần giúp dây chuyển động tròn :
2 2 sin 2 F = ∆m Rω = T α Mà : 0 ( ), sin 2 2 l T k l l R α α ∆ = − ≈ = (α là góc nhỏ) ( ) 2 0 0 2 2 2 2 2 4 l m k R l l R R R kl R k m π ω π π π ω ∆ ⇒ − = ∆ ⇒ = −
Lực đàn hồi xuất hiện trong bài là lực căng dây giúp dây duy trì chuyển động tròn.