Thực hành đo độ cứng lò xo

Đo chiều dài tự nhiên l₀, tăng tải từng bước và chờ cân bằng rồi đọc l. Tính Δl = l − l₀, F = mg với khối lượng tải và g đã biết. Dùng giá đỡ chắc và tải phù hợp, tránh kéo quá mức hoặc đứng dưới vật treo. Vẽ F theo Δl: trong miền Hooke, đường gần thẳng qua gốc có độ dốc k. Nếu trục Δl dùng cm, độ dốc có đơn vị N/cm và phải đổi sang N/m. Dùng hai điểm cách xa nhau trên đường thẳng gần đúng để tính độ dốc, không nhất thiết hai điểm đo sát nhau. Giảm tải rồi kiểm lò xo trở về chiều dài ban đầu để phát hiện biến dạng dư. Sai lệch điểm 0 của thước hoặc bỏ qua khối lượng móc treo có thể làm đồ thị lệch; cần ghi điều kiện đo.

Giả sử l₀ = 10,0 cm, bảng minh họa ở trạng thái cân bằng: | F (N) | l (cm) | Δl (cm) | |---|---|---| | 0,5 | 11,0 | 1,0 | | 1,0 | 12,0 | 2,0 | | 1,5 | 13,0 | 3,0 | Đồ thị F theo Δl qua gốc, độ dốc là k. Nếu vẽ F theo l, đường thẳng cắt trục l tại l₀, không đi qua gốc tọa độ. Hai đồ thị mô tả cùng dữ liệu nhưng trục ngang khác nhau. Với bảng trên, k = 0,5 N/cm = 50 N/m. Nếu đảo trục thành Δl theo F, độ dốc là 1/k với đơn vị m/N sau đổi SI, không còn là k.

Nếu móc treo có khối lượng đáng kể, phải tính cả móc khi dùng F = mg, hoặc chọn trạng thái có móc làm mốc và chỉ xét phần lực/độ dãn tăng thêm một cách nhất quán. Không dùng chiều dài tự nhiên lúc chưa có móc với lực chỉ tính các quả nặng mới thêm. Đo nhiều mức tải rồi giảm tải để xem lò xo có trở lại chiều dài cũ không. Điểm lệch đường thẳng chưa đủ khẳng định duy nhất lò xo đã hỏng; kiểm cách đọc thước, cân bằng và số liệu. Nếu có biến dạng dư rõ, dừng tăng tải, ghi hiện tượng và chỉ xác định k trong miền tuyến tính phù hợp.