Giải đáp câu hỏi về giá trị cực tiểu và cực đại của lực đàn hồi của lò xo
Trong bài viết này, chúng ta sẽ giải đáp câu hỏi về giá trị cực tiểu và cực đại của lực đàn hồi của một lò xo có độ cứng \( \mathrm{k}=20 \mathrm{~N} / \mathrm{m} \). Để làm điều này, chúng ta sẽ xem xét trường hợp khi treo một vật có khối lượng \( \mathrm{m}=200 \mathrm{~g} \) vào lò xo và nâng vật lên \( 5 \mathrm{~cm} \) trước khi buông nhẹ ra. Đầu tiên, chúng ta cần biết rằng lực đàn hồi của lò xo được tính bằng công thức \( F = -kx \), trong đó \( F \) là lực đàn hồi, \( k \) là độ cứng của lò xo và \( x \) là độ biến dạng của lò xo. Trong trường hợp này, \( x \) là khoảng cách mà vật đã được nâng lên, tức là \( x = 5 \mathrm{~cm} = 0.05 \mathrm{~m} \). Để tìm giá trị cực tiểu và cực đại của lực đàn hồi, chúng ta cần xem xét biểu đồ biểu diễn lực đàn hồi theo độ biến dạng của lò xo. Biểu đồ này sẽ có dạng một đường cong hình sin, với các điểm cực tiểu và cực đại tương ứng với các giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của lực đàn hồi. Dựa trên công thức \( F = -kx \), chúng ta có thể tính toán giá trị cực tiểu và cực đại của lực đàn hồi. Khi \( x = 0 \), tức là lò xo không bị biến dạng, lực đàn hồi sẽ bằng 0. Khi \( x = \frac{\lambda}{2} \), với \( \lambda \) là bước sóng của dao động, lực đàn hồi sẽ đạt giá trị cực đại. Trong trường hợp này, \( \lambda = 2\pi \), vì vậy \( x = \pi \). Từ đó, chúng ta có thể tính toán giá trị cực tiểu và cực đại của lực đàn hồi: - Giá trị cực tiểu: \( F_{\text{min}} = -kx = -20 \mathrm{~N/m} \times 0.05 \mathrm{~m} = -1 \mathrm{~N} \) - Giá trị cực đại: \( F_{\text{max}} = -kx = -20 \mathrm{~N/m} \times \pi \mathrm{~m} = -20\pi \mathrm{~N} \approx -62.83 \mathrm{~N} \) Vậy, giá trị cực tiểu và cực đại của lực đàn hồi của lò xo là \( -1 \mathrm{~N} \) và \( -20\pi \mathrm{~N} \) tương ứng. Trên đây là giải đáp cho câu hỏi về giá trị cực tiểu và cực đại của lực đàn hồi của lò xo. Hy vọng rằng thông tin này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về đề tài này.