Một học sinh thực hiện thí nghiệm đo độ cứng của một lò xo

Thu Minh Ngày: 16-10-2022 Lớp 10

1.1 K

Với giải Bài tập trang 143 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo chi tiết Bài 23: Định luật Hooke giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 10. Mời các bạn đón xem:

Một học sinh thực hiện thí nghiệm đo độ cứng của một lò xo

Bài 1 trang 143 Vật lí 10: Một học sinh thực hiện thí nghiệm đo độ cứng của một lò xo bằng cách treo một đầu của một lò xo thẳng đứng vào một điểm cố định, đầu kia của lò xo được buộc lần lượt vào nhiều vật có trọng lượng khác nhau. Học sinh này đo được các chiều dài của lò xo như trong bảng.

a) Hãy điền vào các chỗ trống trong bảng.

b) Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ dãn lò xo theo lực tác dụng vào lò xo. Tính độ cứng của lò xo dùng trong thí nghiệm.

Phương pháp giải:

Độ dãn của lò xo tỉ lệ thuận với lực tác dụng.

Biểu thức tính độ cứng: $K = \frac{F}{Δ l}$

Trong đó:

+ K: độ cứng của lò xo (N/m).

+ F: lực tác dụng (N)

+ Δl: độ dãn của lò xo (m).

Lời giải:

a) Ta có: $K = \frac{F}{Δ l} = \frac{0, 2}{0, 004} = 50 (N / m)$

+ Khi F = 0,3 N => $Δ l = \frac{F}{K} = \frac{0, 3}{50} = 0, 006 (m) = 6 (m m)$

+ Khi F = 0,5 N, Δl = 10 mm = 0,01 m => l = 10 + 50 = 60 mm

+ Khi F = 0,8 N => $Δ l = \frac{F}{K} = \frac{0, 8}{50} = 0, 016 (m) = 16 (m m)$

Trọng lượng (N)	Chiều dài (mm)	Độ dãn (mm)
0	50	0
0,2	54	4
0,3	56	6
0,5	60	10
0,8	66	16

Trọng lượng P (N)	Độ dãn Δl (mm)
0	0
0,2	4
0,3	6
0,5	10
0,8	16

Đồ thị

Độ cứng của lò xo trong thí nghiệm là: $K = \frac{F}{Δ l} = \frac{0, 2}{0, 004} = 50 (N / m)$

Bài 2 trang 143 Vật lí 10: Xương là một bộ phận của cơ thể, có nhiều hình dạng với các vai trò khác nhau như: hỗ trợ cấu trúc cơ thể, bảo vệ các cơ quan quan trọng và co phép cơ thể di chuyển. Ngoài ra, xương còn là một bộ phận có tính đàn hồi. Xem xương đùi của người tương đương với một lò xo có độ cứng 10¹⁰N/m. Hãy tính độ nén của mỗi xương đùi khi mang trên vai một vật nặng có khối lượng 20 kg. Giả sử toàn bộ trọng lực của vật nặng được phân bố đều cho hai chân và ban đầu xương đùi chưa bị nén.

Phương pháp giải:

Công thức tính trọng lực: P = m.g

Công thức tính độ dãn/nén: $Δ l = \frac{F}{K}$

Lời giải:

Ta có: P = m.g = 20.10 = 200 N

=> Độ nén của xương đùi là: $Δ l = \frac{F}{K} = \frac{P}{K} = \frac{200}{10^{10}} = {2.10}^{- 8} (m)$ .