Lực đàn hồi là gì? Đặc điểm và cách tính công của lực đàn hồi

Từ xa xưa, con người đã biết tận dụng uốn cong một cành cây hoặc xoắn lại một cuộn dây để tạo ra lực giúp đưa một vật nào đó đi xa hơn. Trong vật lý và cơ học lực đàn hồi của lò xo được sử dụng rất phổ biến. Vậy thực chất lực đàn hồi là gì? Có đặc điểm ra sao và độ lớn lực đàn hồi là bao nhiêu?… Hãy cùng tìm hiểu những kiến thức liên quan về lực đàn hồi trong bài viết dưới đây.

Khái niệm lực đàn hồi là gì?

Khi một vật đàn hồi bị biến dạng sẽ sinh ra một lực và lực đó được gọi là lực đàn hồi. Ví dụ như một lò xo khi bị nén lại hoặc kéo giãn ra sẽ sinh ra một lực đàn hồi có xu hướng chống lại lực làm lò xo bị biến dạng. Cũng có nghĩa là lực đàn hồi có xu hướng đưa vật trở lại trạng thái ban đầu khi chưa bị biến dạng.

Vật đàn hồi thường rất đa dạng: có thể là lò xo, dây chun hoặc cũng có thể là một đoạn dây cao su.

Lực đàn hồi có đặc điểm, tính chất gì?

Xét lại ví dụ vật đàn hồi là lò xo ta sẽ có một vài nhận xét sau để suy ra tính chất của lực đàn hồi:

• Lò xo là một vật đàn hồi, khi chúng ta tác động như nén hoặc kéo dãn nó một cách vừa phải sau khi buông ra lò xo sẽ trở lại hình dạng như ban đầu hay còn gọi là chiều dài tự nhiên của lò xo.
• Lò xo khi bị tác động biến dạng sẽ tác dụng lực đàn hồi lên các vật tiếp xúc, tác động hoặc gắn với hai đầu của nó.
• Lực đàn hồi phụ thuộc vào độ biến dạng của lò xo vì vậy khi độ biến dạng của lò xo càng lớn thì lực đàn hồi càng lớn và ngược lại độ biến dạng của lò xo càng ít thì lực đàn hồi càng nhỏ.
• Chất liệu của lò xo sẽ quy định độ biến dạng của nó đồng thời có thể quyết định được độ lớn của lực đàn hồi.

Những yếu tố ảnh hưởng đến lực đàn hồi

Lực đàn hồi phụ thuộc vào độ biến dạng của vật đàn hồi mà vật đàn hồi có độ biến dạng phụ thuộc chủ yếu vào chất liệu cấu thành lên nó. Để hiểu hơn về những yếu tố ảnh hưởng đến lực đàn hồi chúng ta xét vật đàn hồi là lò xo và đưa ra một số nhận xét sau đây:

• Mỗi một lò xo đều có một giới hạn đàn hồi của nó vì vậy lò xo chỉ giãn nếu các vòng của nó được quấn một cách đều đặn. Nếu lò xo vô tình bị chúng ta kéo dãn hay sự biến dạng của các vòng lò xo là không đều nhau thì thí nghiệm về lực đàn hồi bị thất bại.
• Vật liệu làm lò xo là yếu tố quyết định đến tính đàn hồi của lò xo. Trong thực tế, thép và đồng là hai chất liệu được dùng chủ yếu làm lò xo vì tính đàn hồi của 2 chất này khá tốt.

Biểu thức tính công của lực đàn hồi

Khi lò xo biến dạng và đầu lò xo gắn quả nặng di chuyển từ vị trí x1 đến vị trí x2 lúc này công của lực đàn hồi thực hiện được tính theo công thức:

Đặc điểm: Công của lực đàn hồi chỉ phụ thuộc vào các vị trí điểm đầu và điểm cuối của sự biến dạng đồng thời lực đàn hồi cũng là lực thế.

Ví dụ về lực đàn hồi ứng dụng trong cuộc sống

Hiện nay, lực đàn hồi được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực, trong đời sống lực đàn hồi được sử dụng trong các vật dụng, thiết bị,… mà chúng ta vẫn thường tiếp xúc hằng ngày như:

• Cảnh cung
• Ná thun bắn – dụng cụ trò chơi của trẻ em
• Lò xo giảm xóc ở các phương tiện giao thông: xe máy, xe ô tô, lò xo dưới yên xe đạp,…
• Lò xo ứng dụng trong các loại súng hơi.
• Tạo nhịp đàn hồi tại các thiết bị của xe như bánh xe, lốp xe ô tô hoặc ghế ngồi xe ô tô.
• Đệm mút của giường hoặc gối.
• Cầu bật – dụng cụ thiết yếu cho các vận động viên nhảy đà.
• Dàn dây đàn hồi – dụng cụ cần thiết cho các vận động viên nhào lộn.

Các ứng dụng của lực đàn hồi mang một lợi ích to lớn, tuy nhiên đi cùng với đó là một số những tác hại mà chúng ta cần lưu ý để sử dụng nó một cách an toàn hiệu quả:

Lực đàn hồi của lò xo dưới yên xe dao động liên tục khi bị tác động như xe đi đường bị xóc và khiến cho người ngồi trên xe cảm giác khó chịu. Vậy nên để giảm bớt dao động người ta phải có hệ thống làm triệt tiêu bớt những dao động này giúp người ngồi xe cảm thấy thoải mái hơn.

Như vậy, bài viết trên đã cung cấp những kiến thức liên quan đến khái niêm lực đàn hồi là gì, đặc điểm cũng như những ứng dụng trong thực tiễn của lực đàn hồi. Hy vọng bài viết đã giải đáp được những thắc mắc cơ bản về lực đàn hồi của các bạn!