Ακινησία και κίνηση ενός σώματος στο άκρο ελατηρίου.

Το αμαξίδιο του σχήματος ηρεμεί σε οριζόντιο επίπεδο. Το ιδανικό ελατήριο κρέμεται, δεμένο στο ένα του άκρο, έχοντας μήκος l₀=40cm. Δένουμε στο κάτω άκρο του ένα σώμα Σ₁ βάρους 20Ν και το αφήνουμε να ηρεμήσει, οπότε το ελατήριο αποκτά μήκος l₁=50cm.

i)   Να σχεδιάστε τις  δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα και να υπολογίστε τη σταθερά του ελατηρίου.

Σε επανάληψη του πειράματος, το αμαξίδιο κινείται προς τα δεξιά με σταθερή ταχύτητα υ₁=2m/s, ενώ στο άκρο του ελατηρίου είναι δεμένο ένα δεύτερο σώμα Σ₂ βάρους 60Ν, το οποίο στηρίζεται και στο αμαξίδιο, ενώ το μήκος του ελατηρίου είναι l₂=60cm.

ii)  Να υπολογίστε τη δύναμη που ασκεί το σώμα Σ₂ στο ελατήριο.

iii) Το σώμα Σ₂ δέχεται κάποια δύναμη από το αμαξίδιο, έστω F₁. Αυτή είναι κατακόρυφη ή όχι και γιατί; Να υπολογιστεί το μέτρο της δύναμης F₁.

iv)  Σε μια στιγμή το αμαξίδιο αρχίζει να επιταχύνεται προς τα δεξιά, αυξάνοντας την ταχύτητά του, χωρίς να γλιστράει πάνω του το σώμα Σ₂. Στη διάρκεια της επιτάχυνσης του αμαξιδίου, το αμαξίδιο ασκεί στο σώμα Σ₂ δύναμη:

α) Κατακόρυφη με μέτρο F₃=F₁.

β) Οριζόντια με κατεύθυνση προς τα δεξιά και μέτρο F₃>F₁.

γ) Τίποτα από τα παραπάνω.

Απάντηση: 

ή

Ακινησία και κίνηση ενός σώματος στο άκρο ελατηρίου.