بررسی حركت فنر

به تصویر زیر توجّه كنید. در این تصویر جسمی به جرم m  روی سطح بدون اصطكاكی به یك فنر وصل شده‌است. در وضعّیت A ، جسم در حال سكون است و ازآن جا كه فنر تغییر شكل نیافته‌است، بنابراین نیرویی اعمال نمی‌كند. اصطلاحاً به این حالت "تعادل" گفته می‌شود.

در وضعّیت B ، فنر به سمت راست كشیده شده‌است و در نتیجه فنر نیرویی به سمت چپ (F -) اعمال می‌كند.

وقتی جسم رها می‌گردد این نیرو جسم را به چپ می‌كشاند و به حالت تعادل می‌رساند اما (بنا به قانون اوّل نیوتن) در موقعیت تعادل، ازآن جاكه جسم سرعت دارد بنابراین لَختی‌اش باعث تداوم حركت می‌گردد و در نتیجه فنر فشرده می‌شود تا به‌ وضعّیت C  برسد. در این حالت نیروی فنر رو به راست است. بنابراین پس از متوقف شدن لحظه‌ای، فنر باعث بازگشت جسم به راست می‌گردد. اما اینرسی مجدداً باعث عبور از حالت تعادل می‌شود و در این لحظات، نیروی وارد به جسم به سمت چپ خواهد بود (وضعّیت D). این حركت رفت و برگشتی دائماً تكرار می‌شود و ازآن جاكه سطح بدون اصطكاك است بنابراین پایانی برای حركت وجود ندارد.

اگر نیروی فنر از قاعده هوك (F= -kx) پیروی كند و سطح بدون اصطكاك باشد، آنگاه حركت جسم فوق به صورت هماهنگِ ساده  خواهد بود.

با اتصال یك قلم سبك به جسم می‌توان حركت آن را روی یك كاغذ متحرّك ثبت نمود. به نظر شما شكل نمودار رسم شده چه نام دارد؟

برای مشاهده فیلم  این جا را کلیک کنید.

حداكثر جابه جایی از حالت تعادل به عنوان دامنه حركت یا A شناخته می‌شود.

گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم: سمیرا بادامستانی