KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA SLINKY BẰNG MÔ HÌNH RỜI RẠC HÓA
Nội dung chính của bài viết
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
Chi tiết bài viết
Tài liệu tham khảo
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