Phương pháp giải bài tập Định luật Húc về Biến dạng cơ của vật rắn môn Vật Lý 10

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT HÚC

 

Định luật Húc

a) Ứng suất

Ứng suất lực tác dụng vào thanh rắn:

σ = F/S

Trong đó:

F là lực nén hoặc lực kéo (N)

S là tiết diện của vật rắn hình trụ đồng chất (m²)

σ là ứng suất của vật rắn (Pa hoặc N/m²)

b) Định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn

    Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó.

    Với α là hệ số tỉ lệ phụ thuộc chất liệu của vật rắn.

c) Lực đàn hồi

    Độ lớn của lực đàn hồi trong vật rắn tỉ lệ thuận với độ biến dạng của vật rắn.

    Trong đó:

E = 1/α là suất đàn hồi hay suất Y-âng (Young) đặc trưng cho tính đàn hồi của vật rắn (Pa)

k là độ cứng (hay hệ số đàn hồi), phụ thuộc vào chất liệu kích thước của vật rắn (N/m)

Câu 1: Một sợi dây kim loại dài ℓ₀ = 1,8m và có đường kính d = 0,5mm. Khi bị kéo bằng một lực F = 20N thì sợi dây này bị dãn ra thêm ∆ℓ = 1,2mm. Suất đàn hồi của kim loại làm dây là:

A. E = 15,81.10¹⁰ Pa

B. E = 11,9.10¹⁰ Pa

C. E = 15,28.10¹⁰ Pa

D. E = 12,8.10¹⁰ Pa

Giải

Chọn C

Ta có:

Câu 2: Một thanh thép tròn đường kính 16mm và suất đàn hồi E = 2.10¹¹ Pa. Giữ chặt một đầu thanh và nén đầu còn lại của nó bằng một lực F = 1,6.10⁵ N để thanh này biến dạng nén đàn hồi. Tính độ co ngắn tỉ đối |∆l| của thanh ( l₀ là độ dài ban đầu, Δl là độ biến dạng nén).

A. 0,695%

B. 0,415%

C. 0,688%

D. 0,398%

Giải

Chọn D

Lực nén vào thanh thép bằng đúng lực đàn hồi xuất hiện trong thanh.

Câu 3: Một dây làm bằng thép có chiều dài 3m, đường kính tiết diện ngang 0,4mm. Biết thép có suất Yâng là E = 2.10¹¹ .Treo vào dây một vật có khối lượng 4kg. Lấy g = 10m/s² Độ biến dạng của dây lúc này là:

A. 4,8 mm

B. 3,7mm

C. 8,5 mm

D. 7,3 mm

Giải

Chọn A

Câu 4: Một đèn chùm có khối lượng 120kg được treo bằng một sợi dây nhôm với giới hạn bền của nhôm là 1,1.10⁸ Pa. Dây treo phải có tiết diện ngang là bao nhiêu để ứng suất kéo gây bởi trọng lượng của vật không vượt quá 20% giới hạn bền của vật liệu làm dây? Cho E_nhôm = 7.10⁷ Pa và lấy g = 10m/s². Chọn đáp án đúng.

A. S ≥ 24 mm²

B. S = 50 mm²

C. S ≥ 54 mm²

D. S < 50 mm²

Giải

Chọn C

Trọng lượng của vật: P = mg = 120.10 = 1200N

Ứng suất kéo gây bởi trọng lượng của đèn chùm:

Vậy dây treo phải có tiết diện nhỏ nhất là 54 mm² để ứng suất kéo gây bởi trọng lượng của vật không vượt quá 20% giới hạn bền của vật liệu làm dây.

...

-(Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng đăng nhập xem online hoặc tải về)-

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Định luật Húc về Biến dạng cơ của vật rắn môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.