Giải bài 2 trang 139 SGK Vật lí 10 Chân trời sáng tạo

Bài 2 trang 139 SGK Vật lí 10 (Chân trời sáng tạo):

Hai vật có cùng khối lượng được treo vào hai lò xo làm bằng hai vật liệu khác nhau có cùng chiều dài tự nhiên giống nhau thì lò xo bị dãn như Hình 22P.1.

Lò xo nào có độ cứng lớn hơn? Giải thích?

Phân tích và Hướng dẫn giải

1. Phân tích lực tác dụng

Khi treo một vật có khối lượng $m$ vào lò xo, ở trạng thái cân bằng, lực đàn hồi của lò xo ($F_{dh}$) sẽ có độ lớn bằng với trọng lực ($P$) tác dụng lên vật:

Vì hai vật có cùng khối lượng $m$, nên lực tác dụng lên cả hai lò xo là như nhau.

2. Vận dụng định luật Hooke

Định luật Hooke cho biết mối liên hệ giữa lực đàn hồi, độ cứng ($k$) và độ dãn ($\Delta l$):

Từ công thức trên, ta suy ra công thức tính độ cứng:

Nhận xét: Trong điều kiện cùng một lực tác dụng ($F_{dh}$ không đổi), độ cứng $k$ tỉ lệ nghịch với độ dãn $\Delta l$.

• Lò xo nào dãn ít ($\Delta l$ nhỏ) thì độ cứng $k$ lớn (lò xo "cứng").

• Lò xo nào dãn nhiều ($\Delta l$ lớn) thì độ cứng $k$ nhỏ (lò xo "mềm").

Giải bài 2 trang 139 SGK Vật lí 10 (Chân trời sáng tạo):

Lò xo bên phải có độ cứng lớn hơn vì độ dãn của lò xo khi chịu lực tác dụng nhỏ hơn so với lò xo còn lại.