Lực đàn hồi là gì?
Lực đàn hồi là gì? Là lực phát sinh khi vật thể bị biến dạng. Vật thể có thể là dây chun, lò xo, dây cao su,… Lực đàn hồi luôn có xu hướng phản đối nguyên nhân gây ra nó, tức là nó có xu hướng đưa vật trở lại trạng thái ban đầu trước khi bị biến dạng.
Khi vật đàn hồi là lò xo, lực tác động khiến lò xo bị biến dạng được gọi là lực đàn hồi. Và lực có sự tương tác giữa các phân tử hoặc nguyên tử, bao gồm lực điện giữa các electron và proton trong vật đàn hồi.
Giới hạn đàn hồi là gì?
Lực đàn hồi là gì và khi nào sẽ có giới hạn lực đàn hồi? Khi độ biến dạng đàn hồi đạt đến một giá trị nhất định, lực đàn hồi sẽ không xuất hiện nữa, điều này được gọi là giới hạn đàn hồi. Trường hợp vượt qua giới hạn đàn hồi đã cố định, vật thể bị biến dạng và không thể trở lại hình dạng ban đầu.
Lực đàn hồi của lò xo là gì?
Khi lò xo treo thẳng đứng có khối lượng vật thể không đáng kể, chiều dài ban đầu của lò xo là lo. Bắt đầu treo một vật nặng có khối lượng m vào lò xo, chiều dài lò xo là l và độ biến dạng của lò xo được tính theo công thức là Δl = l – lo.
Khi thêm các vật thể có khối lượng tương đương nhau ta sẽ quan sát được khối lượng m treo vào lò xo, lò xo biến dạng một khoảng là Δl; Trường hợp khi treo vật có khối lượng 2m thì lò xo biến dạng 2Δl.
Gia tốc trọng trường xuất hiện trong trường hợp này là không đổi, lực tác dụng lên lò xo là trọng lực được tính bằng P=mg. Theo định luật III Newton, có Fđh=P, do đó độ lớn của lực đàn hồi xuất hiện sẽ tỉ lệ thuận với độ biến dạng Δl của lò xo khi có vật thể treo vào. Điểm nổi bật của lò xo là có lực đàn hồi tỷ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo. Trường hợp khi độ biến dạng càng lớn thì lực đàn hồi lò xo càng lớn và ngược lại.
Tìm hiểu về lực đàn hồi của sợi dây (lực căng dây)
Khi một sợi dây bị kéo căng, lực tác dụng lên hai vật gắn với đầu dây. Khi đó lực đàn hồi được gọi là lực căng dây. Lực căng dây có hướng và điểm đặt tương tự lực đàn hồi.
Đặc điểm của lực đàn hồi là gì?
Sau khi tìm hiểu cụ thể ví dụ về lò xo như một vật đàn hồi, ta có thể rút ra một số nhận xét như sau:
Lò xo là một loại vật thể có khả năng đàn hồi. Khi hình thành các lực tác động lên nó như nén hoặc kéo một độ nhất định, sau khi giải phóng, chiều dài của nó sẽ trở về trạng thái ban đầu.
Lực đàn hồi xuất hiện do sự biến dạng của lò xo tác động trực tiếp lên các vật tiếp xúc của vật thể hoặc vật gắn vào hai đầu.
Lực đàn hồi có thể giúp tăng độ lớn khi độ biến dạng của lò xo tăng lên ở cực đại.
Độ biến dạng của lò xo phụ thuộc vào vật liệu của vật tác động lực lên lò xo, điều này có tầm ảnh hưởng lớn độ lớn của lực đàn hồi.
Lực đàn hồi phụ thuộc vào yếu tố nào?
Lực đàn hồi của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật thể, còn độ biến dạng này phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu cấu tạo của nó.
Nếu xét vật đàn hồi là lò xo, ta có thể thêm một số nhận xét sau đây:
Lò xo chỉ có thể được kéo dãn đều nếu các vòng được quấn đều và khỏe. Trường hợp kéo dãn lò xo ra khỏi giới hạn của lực đàn hồi của nó hoặc kéo các vòng bị biến dạng không đồng đều, thí nghiệm về lực đàn hồi sẽ không chính xác.
Tính đàn hồi của lò xo phụ thuộc vào chất liệu làm lò xo. Thép và đồng có tính đàn hồi tốt, do đó chúng được sử dụng chủ yếu để làm lò xo trong thực tế.
Công thức tính lực đàn hồi
Độ lớn của lực đàn hồi được xác định theo định luật Hooke: Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.
F_elastic = k * |Δl|
Cụ thể:
k: hằng số lò xo hay độ cứng (N/m)
F_elastic: lực đàn hồi (N)
Δl = l – lo: độ biến dạng của lò xo (m)
Δl > 0: lò xo biến dạng kéo
Δl < 0: lò xo biến dạng nén
Ứng dụng của lực đàn hồi trong cuộc sống
Lực đàn hồi là gì và nó được ứng dụng ra sao trong cuộc sống hiện đại? Các ứng dụng của lực đàn hồi rất phổ biến xung quanh chúng ta. Hãy cùng xem một số ứng dụng của nó nhé.
Công dụng của lực đàn hồi được thể hiện qua những công cụ sau:
- Chế tạo cánh cung
- Dàn dây đàn hồi cho vận động viên nhào lộn
- Cầu bật cho vận động viên nhảy đà
- Lò xo trong các loại súng hơi
- Ná cao su – trò chơi của trẻ em
- Lò xo giảm xóc trên xe máy
- Nhịp đàn hồi trên các bánh xe, ô tô, tàu hỏa, đệm mút của giường nằm và ghế ngồi xe hơi.
Như vậy lực đàn hồi là gì? Đặc điểm và công thức tính lực đàn hồi như thế nào đã được Tuấn Hưng Phát tổng hợp phía trên. Hy vọng những thông tin này sẽ hữu ích với mọi người. Cập nhật thêm nhiều thông tin bổ ích về lực đàn hồi bằng cách theo dõi Tuấn Hưng Phát nhé.
