Fjäder
Kan någon snälla hjälpa mig med denna uppgift, jag fattar ingenting. Jag tänkte att perioden var 1,4 sekunder, och att jämviksläget var när kraften var som minst, men jag förstår inte varför det är fel?
Tack i förhand!
Hej,
Hur mäter du för att få 1.4sek?
Jag mäter en period såhär:
y-axeln visar fjäderkraften. Fjäderkraften är inte noll i jämviktsläget eftersom vikten har en massa. Fjäderkraften i jämviktsläget väger upp tyngdkraften på massan. Hänger du med på det resonemanget?
Jag tänkte att läget längst ner var jämviktsläget, så från ett jämviktsläge till ett annat var det 0,7 sekunder. Det är en halv period, alltså blir perioden 1,4 sekunder. Jag förstår att fjäderkraften aldrig är noll eftersom fjädern redan är utdragen, men den borde väl vara som minst i jämviktsläget, alltså borde det vara när t är ca. 0.4, men det är fel och jag förstår inte riktigt varför?
Jämviktsläget är läget som vikten stannar i när svängningen upphört. När svängningen pågår så sker svängningen _kring_ jämviktsläget, och vikten kommer tillslut att stanna mitt emellan ändlägena om den får svänga så länge att den till sist stannar.
Fjäderkraften är inte minst i jämviktsläget, däremot är den resulterande kraften på vikten noll i jämviktsläget (viktens accelerationen är noll i jämviktsläget).
Tänk dig att du hänger vikten försiktigt i fjädern. Fjädern dras ut så att fjäderkraften blir lika stor som mg. Sedan sätter du vikten i svängning, det innebär att fjädern dras ut "lite mer" och "lite mindre" från jämviktsläget. Vilket innebär att fjäderkraften blir "lite mer" eller "lite mindre" än mg under svängningen. Hänger du med på resonemanget?
ja, jag förstår vad du menar, men fjäderkraften är väl fortfarande minst i när vikten passerar jämviktsläget?
Nej. I jämviktsläget är Ffjäder=mg. I nedre vändläge är fjäderkraften Ffjäder=mg + k*deltax. I övre vändläge är Ffjäder=mg-k*deltax. (deltax är svängningens amplitud)
Dvs fjäderkraften är minst i övre vändläget.
Förlåt om jag inte fattar, men i det övre vändläget pressas väl fjädern ihop, och då ökar ju fjäderlraften nedåt?
Det är jättebra frågor, så fortsätt fråga så länge du behöver!
Teoretiskt sett så skulle man kanske kunna konstruera en fjäder som även klarar av att "trycka nedåt" vikten i det övre vändläget. Men då räcker inte orden "mest" och "minst" till för att beskriva fjäderkraften, eftersom den då till och med byter riktning någonstans under svängningen. Vad menar du då med "minst"? Menar du noll (dvs minst absolutbelopp), eller menar du "störst belopp i negativ riktning".
I grafen till uppgiften så byter aldrig fjäderkraften riktning, så man vet redan att fallet som du beskriver, inte inträffar. I grafen har fjäderkraften hela tiden samma riktning. Det betyder att svängningsamplituden är mindre än den fjäderutdragning som sker när vikten hängs på (dvs utdragningen från olastad fjäder där fjäderkraften är noll, till jämviktsläget med vikt).
