Một nhóm học sinh tìm hiểu độ cứng của lò xo. Họ dùng các lò xo giống nhau có cùng chiều dài và cùng độ cứng

Giải SBT Vật lí 10 Cánh diều Chủ đề 5: Chuyển động tròn và biến dạng

Bài 5.18 trang 48 SBT Vật lí 10: Một nhóm học sinh tìm hiểu độ cứng của lò xo. Họ dùng các lò xo giống nhau có cùng chiều dài và cùng độ cứng kết hợp thành hệ hai lò xo mắc nối tiếp và hệ hai lò xo mắc song song. Sau đó, họ treo các vật với trọng lượng khác nhau vào đầu dưới mỗi hệ lò xo treo thẳng đứng, rồi đo độ giãn. Kết quả đo được cho ở bảng dưới đây.

a. Với mỗi hệ lò xo nối tiếp và hệ lò xo song song, vẽ đồ thị biểu diễn liên hệ giữa lực tác dụng vào đầu dưới hệ lò xo và độ giãn của hệ.

b. Sử dụng đồ thị để tính độ cứng cho mỗi hệ lò xo.

c. Sử dụng đồ thị để chứng tỏ rằng độ cứng của hệ hai lò xo nối tiếp bằng một phần tư độ cứng của hệ hai lò xo song song.

d. Đối với hệ hai lò xo nối tiếp, tính sai số tỉ đối trong mỗi lần đo độ giãn, nếu sai số tuyệt đối là ± 0,1 cm.

Lời giải

a. Đồ thị

b. Sử dụng đồ thị, tính độ dốc của đồ thị để suy ra độ cứng của lò xo.

Độ cứng của hệ hai lò xo nối tiếp là $k_1=\frac{3}{21,4}=0,14N/cm$

Độ cứng của hệ hai lò xo song song là $k_2=\frac{3}{5,3}=0,57N/cm$

c. Tỉ số độ cứng là $\frac{0,57}{0,14}=4$

d. Kết quả tính sai số