Το σύστημα και η τάση του νήματος

 

Τα σώματα Σ₁ με μάζα m₁=3kg και Σ₂ ηρεμούν στο κάτω άκρο ιδανικού ελατηρίου, σταθεράς k=200Ν/m, όπως στο σχήμα, δεμένα με αβαρές και μη ελαστικό νήμα. Εκτρέπουμε τα σώματα κατακόρυφα προς τα πάνω και τα αφήνουμε να ταλαντωθούν. Στο  διάγραμμα δίνεται η γραφική παράσταση της απομάκρυνσης (κάθε σώματος από τη δική του θέση ισορροπίας) σε συνάρτηση με το χρόνο.

i)  Να υπολογιστεί η μάζα του σώματος Σ₂, καθώς και η αρχική (t=0) δυναμική ενέργεια του ελατηρίου.

ii) Να βρεθεί η τάση του νήματος που ασκείται στο σώμα Σ₂ σε συνάρτηση με την απομάκρυνση και να γίνει η γραφική της παράσταση.

iii) Επαναλαμβάνουμε το πείραμα, έχοντας αντικαταστήσει το νήμα που συνδέει τα σώματα με άλλο που έχει όριο θραύσεως Τ_θ=28Ν.

α)  Σε ποια θέση θα σπάσει το νήμα;

β) Να βρεθεί η ενέργεια ταλάντωσης του σώματος Σ₁, μετά το σπάσιμο του νήματος.

Δίνεται ότι ένα σώμα που ταλαντώνεται στο κάτω άκρο ιδανικού ελατηρίου εκτελεί ΑΑΤ, g=10m/s², ενώ π²≈10.

Απάντηση:

ή

 Το σύστημα και η τάση του νήματος

 Το σύστημα και η τάση του νήματος