Một lò xo được nén bởi lực 𝐹 F (N) gây ra độ dịch chuyển 𝑥 x (m). Mối quan hệ giữa lực và độ dịch chuyển được mô tả theo định luật Hooke:

Một lò xo được nén bởi lực $F$ (N) gây ra độ dịch chuyển $x$ (m). Mối quan hệ giữa lực và độ dịch chuyển được mô tả theo định luật Hooke: F=kx

với $k$ là hệ số đàn hồi (N/m).

Năng lượng thế $U$ (J) lưu trữ trong lò xo được tính bằng công thức: U=1/2(kx^2)

Kết quả thí nghiệm thu được bảng số liệu như sau:

F(N) 14 18 8 9 13
x(m) 0,013 0,020 0,009 0,010 0,012

Yêu cầu:

• Sử dụng MATLAB để lưu các giá trị $F$ và $x$ dưới dạng vectơ.

• Tính hệ số đàn hồi $k$ và thế năng $U$ tương ứng cho từng trường hợp, lưu vào các vectơ k và U.

• Dùng hàm max để xác định thế năng cực đại.

Giải

Code MATLAB mẫu để giải bài này:

% Bước 1: Lưu dữ liệu
F = [14, 18, 8, 9, 13];      % Lực F (N)
x = [0.013, 0.020, 0.009, 0.010, 0.012]; % Độ dời x (m)

% Bước 2: Tính hệ số đàn hồi k
k = F ./ x;   % k = F / x

% Bước 3: Tính năng lượng U
U = 0.5 * k .* x.^2;  % U = (1/2) * k * x^2

% Bước 4: Tìm năng lượng cực đại
U_max = max(U);
index_max = find(U == U_max);

% Bước 5: Hiển thị kết quả
disp('Vector k:');
disp(k);

disp('Vector U:');
disp(U);

fprintf('Năng lượng cực đại U_max = %.4f J, tại phần tử số %d\n', U_max, index_max);

% Bước 6: Vẽ đồ thị U theo x
figure; % mở một cửa sổ vẽ mới
plot(x, U, 'o-', 'LineWidth', 2, 'MarkerSize', 8);
xlabel('Độ dời x (m)');
ylabel('Năng lượng U (J)');
title('Đồ thị Năng lượng U theo độ dời x');
grid on;

✅ Giải thích thêm:

• plot(x, U, 'o-'): Vẽ đồ thị dạng các điểm tròn nối bằng đường thẳng.

• 'LineWidth', 2: Đường kẻ dày hơn để dễ nhìn.

• 'MarkerSize', 8: Điểm tròn to hơn bình thường.

• grid on: Bật lưới để đọc giá trị dễ dàng.