Η άνοδος και η κάθοδος…

Ένα σώμα μάζας 20kg ηρεμεί σε οριζόντιο επίπεδο. Δένουμε το σώμα με ένα νήμα και σε μια στιγμή t=0, τραβώντας το νήμα, του ασκούμε μια κατακόρυφη δύναμη μέτρου F=120Ν, μέχρι τη στιγμή t₁=4s. Τη στιγμή αυτή αυξάνουμε το μέτρο της  δύναμης στην τιμή 225Ν, μέχρι τη στιγμή t₂=12s, όπου αφήνουμε το νήμα και το σώμα κινείται πλέον ελεύθερα.

i)  Να βρεθούν οι δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα τη στιγμή t΄=2s.

ii) Ποιο είναι το μέγιστο ύψος από το έδαφος, στο οποίο θα φτάσει το σώμα;

iii) Ποια χρονική στιγμή και με ποια ταχύτητα, το σώμα επιστρέφει στο έδαφος;

iv) Να υπολογιστούν η μέγιστη δυναμική και η μέγιστη κινητική ενέργεια του σώματος, στη διάρκεια της κίνησής του και να συγκριθούν με την ενέργεια που προσφέρθηκε στο σώμα, μέσω του έργου της ασκούμενης δύναμης F.

Δίνεται ότι η δυναμική ενέργεια του σώματος είναι μηδενική στην αρχική του θέση και g=10m/s².

Απάντηση:

ή

Η άνοδος και η κάθοδος…