KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA SLINKY BẰNG MÔ HÌNH RỜI RẠC HÓA

Trịnh Đại Hoàng Long, Nguyễn Lâm Duy

Tóm tắt


Một lò xo mềm, hay một slinky, được treo tại đầu trên và để dãn ra dưới tác dụng của trọng lực theo phương thẳng đứng. Khi cân bằng, ta thả rơi phần đầu trên của slinky. Việc quan sát quá trình rơi cho thấy các vòng phía dưới của lò xo hoàn toàn đứng yên cho tới khi nó va chạm với các vòng bên trên. Dựa vào những kiến thức cơ bản của cơ học đại cương và giải tích, bài viết này xây dựng các biểu thức tính từ mô hình rời rạc nhằm giải thích và mô tả định lượng một số thuộc tính vật lí đặc trưng liên quan đến slinky như độ biến dạng, vị trí khối tâm, và thời gian rơi. Vì vậy, bài toán khảo sát slinky rơi tự do có thể được tiếp cận dễ dàng, rộng rãi hơn đối với sinh viên chuyên ngành vật lí và những người đam mê vật lí nói chung.

 


Từ khóa


khối tâm; rơi tự do; lò xo slinky

Toàn văn:

PDF

Trích dẫn


Aguirregabiria, J. M., Hernández, A., & Rivas, M. (2007). Falling elastic bars and springs. American Journal of Physics, 75(7), 583-587. https://doi.org/10.1119/1.2733680

Calkin, M. G. (1993). Motion of a falling spring. American Journal of Physics, 61(3), 261-264. https://doi.org/10.1119/1.17301

Cross, R. C., & Wheatland, M. S. (2012). Modeling a falling slinky. American Journal of Physics, 80(12), 1051-1060. https://doi.org/10.1119/1.4750489

Edwards, T. W., & Hultsch, R. A. (1972). Mass Distribution and Frequencies of a Vertical Spring. American Journal of Physics, 40(3), 445-449. https://doi.org/10.1119/1.1986571

Graham, M. (2001). Analysis of Slinky levitation. The Physics Teacher, 39(2), 90-91. https://doi.org/10.1119/1.1355166

Heard, T. C., & Newby, N. D. (1977). Behavior of a soft spring. American Journal of Physics, 45(11), 1102–1106. https://doi.org/10.1119/1.10956

Mak, S. Y. (1987). The static effectiveness mass of a slinky T M . American Journal of Physics, 55(11), 994-997. https://doi.org/10.1119/1.15282

Newburgh, R., & Andes, G. M. (1995). Galileo Redux or, how do nonrigid, extended bodies fall? The Physics Teacher, 33(9), 586-588. https://doi.org/10.1119/1.2344314

Sawicki, M. “Mik.” (2002). Static Elongation of a Suspended SlinkyTM. The Physics Teacher, 40(5), 276-278. https://doi.org/10.1119/1.1516379

Unruh, W. G. (2011). The falling slinky. https://doi.org/10.48550/arXiv.1110.4368

Vanderbei, R. J. (2017). The falling slinky. Mathematical Association of America, 124(1), 24-36. https://doi.org/10.4169/amer.math.monthly.124.1.24




DOI: https://doi.org/10.54607/hcmue.js.20.7.3751(2023)

Tình trạng

  • Danh sách trống