Câu 5.14 trang 47 SBT Vật lý 10 - Cánh diều: Một lò xo có độ cứng k = 400 N/m một đầu gắn cố định...

Một lò xo có độ cứng k = 400 N/m một đầu gắn cố định. Tác dụng một lực vào đầu còn lại của lò xo và kéo đều theo phương dọc trục lò xo đến khi lò xo bị giãn 10,0 cm. Biết lò xo không bị quá giới hạn đàn hồi. Tính công của lực kéo.

Phương pháp giải :

Khi treo vật khối lượng m, lúc cân bằng lực đàn hồi của lò xo có độ lớn:

F = mg

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

F = k /ΔƖ/

Lời giải chi tiết:

Lực kéo tăng dần từ:

F1 = 0 đến F2 = k ΔƖ₂ = (400 N/m) (0,10 m) = 40,0 N

Do lực kéo tăng đều theo quãng đường nên ta có thể tính công của nó:

Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, công A chuyển hóa thành thế năng đàn hồi dự trữ trong lò xo.