Η δράση, η αντίδραση και το ελατήριο

Μια πλάκα μάζας 4kg αφήνεται να πέσει από ορισμένο ύψος, πάνω σε ένα ιδανικό (αβαρές) κατακόρυφο ελατήριο, μήκους 60cm που στηρίζεται στο έδαφος. Κάποια στιγμή η εικόνα είναι όπως στο δεύτερο σχήμα, όπου το σώμα απέχει κατά 40cm από το έδαφος, έχοντας ταχύτητα υ₁=3m/s. Αν το ελατήριο έχει σταθερά Κ=150Ν/m, για τη θέση αυτή Α:

i) Ποια δύναμη F₁ έχει συσπειρώσει το ελατήριο; Να την σχεδιάστε στο σχήμα και να βρείτε το μέτρο της.

ii) Να σχεδιάσετε σε άλλο σχήμα, την αντίδραση της δύναμης F₁.

iii) Να σχεδιάστε επίσης και να υπολογίστε το μέτρο της δύναμης που το έδαφος ασκεί στο ελατήριο και την αντίδρασή της.

iv) Κάποιος σας λέει ότι η μέγιστη ταχύτητα του σώματος κατά την κάθοδό του είναι πριν τη θέση Α, θεωρώντας ότι το σώμα επιβραδύνεται πέφτοντας στο ελατήριο. Να εξετάσετε αν αυτό είναι σωστό ή όχι.

Δίνεται g=10m/s².

Απάντηση:

ή

Η δράση, η αντίδραση και το ελατήριο