Σώμα μάζας m=2kg είναι δεμένο στο ελεύθερο άκρο κατακόρυφου ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k=200N/m και ισορροπεί στη θέση Ο. Ασκούμε στο σώμα σταθερή κατακόρυφη δύναμη F=20N με φορά προς τα κάτω. Όταν το σώμα απομακρυνθεί κατά Δl=0,1m, παύει να ασκείται η δύναμη F. Να βρείτε
1. Το έργο της δύναμης F
2. Το πλάτος της ταλάντωσης που θα εκτελέσει το σύστημα
Δίνεται: g = 10m/s2
Για το πρώτο ερώτημα βρήκα W=F*Dl=2J
Τώρα στο δεύτερο ερώτημα έχω μπερδευτεί. Γνωρίζουμε ότι
Το έργο της εξωτερικής δύναμης, δηλαδή η ενέργεια που προσφέραμε στο σύστημα, κατά την απομάκρυνση του σώματος από τη θέση ισορροπίας του είναι η ενέργεια ταλάντωσης.
Για αυτό είπα ότι Eταλ=WF δηλαδή 1/2DA2 = 2
από όπου υπολόγισα το A χωρίς να χρησιμοποιήσω καθόλου τη μάζα και το αποτέλεσμα το βρήκα σωστό. Οι λύσεις πίσω όμως έχουν άλλο τρόπο. Υπολογίζουν το έργο βάρους και το έργο της δύναμης του ελατηρίου. Στη συνέχεια παίρνουν ΘΕΕ και βρίσκουν τη ταχύτητα του σώματος. Έπειτα εφαρμόζουν την διατήρηση ενέργειας ταλάντωσης (Ε=Κ+U) στη θέση οπου Dl=0,1 και τελικά βρίσκουν το A. Και η απορία μου είναι αν όλη αυτή η διαδικασία είναι απαραίτητη. Μήπως έτυχε να βρω σωστό το αποτέλεσμα; Βέβαια, δοκίμασα το ίδιο και σε άλλη παρόμοια άσκηση και το αποτέλεσμα το βρήκα πάλι σωστό.
Ευχαριστώ εκ των προτέρων.