Bài 3 trang 88 sgk Vật lý 10 nâng cao

Bài 19: Lực đàn hồi

Bài 3 (trang 88 sgk Vật Lý 10 nâng cao)

Một ô tô tải kéo một ô tô con có khối lượng 2 tấn và chạy nhanh dần đều với vận tốc ban đầu v₀ = 0. Sau 50s đi được 400m. Khi đó dây cáp nối hai ô tô dãn ra bao nhiêu nếu độ cứng của nó là k = 2,0.10⁶ N/m? Bỏ qua các lực cản tác dụng lên ô tô con.

Lời giải:

Khi ô tô tải chạy, dây cáp bị kéo căng ra, tác dụng 1 lực căng T lên ô tô con gây gia tốc cho ô tô, áp dụng định luật II Niu-tơn ta có: T = m.a

Ô tô con chuyển động nhanh dần đều không vận tốc đầu (v₀ = 0) nên có gia tốc là:

a = 2.s/t² = 2.400/50² = 0,32 (m/s²)

Lực căng dây trong trường hợp này có độ lớn bằng lực đàn hồi: T = k.│Δl│

↔ m.a = k.│Δl│ → │Δl│ = m.a/k = 2.10³.0,32/(2.10⁶) = 3,2.10^-4 m = 0,32 mm