Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.

Przyjmij uproszczony model zjawiska, w którym:

• na ciężarek działają tylko siła sprężystości $\vec{F}_s$ sprężyny i siła grawitacji $\vec{F}_g$

• wartość siły sprężystości, z jaką sprężyna działa na ciężarek, jest wprost proporcjonalna do wydłużenia sprężyny ponad jej długość swobodną (gdy jest nierozciągnięta)

• układ odniesienia związany z ziemią traktujemy jako układ inercjalny

• pomijamy opory ruchu

• pomijamy masę sprężyny

• przyśpieszenie grawitacyjne ziemskie ma wartość $g = 9,81$ m/s$^2$

Siły działające na ciężarek się równoważą, gdy ciężarek znajduje się w punkcie o współrzędnej $y = 0$, natomiast najwyższe i najniższe położenia ciężarka znajdują się – odpowiednio – w punktach o współrzędnych: $y = A$ oraz $y = -A$. W pewnej chwili ruchu drgającego ciężarek znalazł się w punkcie $P$ (zobacz schematyczny rysunek poniżej).

Na rysunku powyżej narysuj i podpisz siłę sprężystości $\vec{F}_s$ i siłę grawitacji $\vec{F}_g$ działające na ciężarek w punkcie $P$. Zachowaj relację (większy, równy, mniejszy) między wartościami tych sił i zapisz tę relację – wpisz w wykropkowane miejsce poniżej odpowiedni znak wybrany spośród: >, =, <.

$F_s$ ........... $F_g$

- Długość wektora $\vec{F}_s$ jest większa niż długość wektora $\vec{F}_g$

Relacja: $F_s > F_g$

Uzasadnienie: W punkcie $P$ położonym poniżej położenia równowagi ($P$ jest między $y = 0$ a $y = -A$) sprężyna jest rozciągnięta bardziej niż w położeniu równowagi, gdzie $F_s = F_g$. Zatem w punkcie $P$ siła sprężystości jest większa od siły grawitacji, a wypadkowa wskazuje w górę, powodując przyspieszenie w kierunku położenia równowagi.