تبليغاتX
آموزش فیزیک پیش دانشگاهی-حرکت نوسانی - نیروی بازگرداننده

نیروی بازگرداننده:

در شکل زیر، جهت نیروی فنر همواره به گونه ای است که می خواهد جسم را به حالت تعادل (نقطه ی O) برگرداند، این نیرو نیروی بازگرداننده نامیده می شود.

نیروی بازگرداننده ی فنر با تغییر طول فنر متناسب است و از رابطه ی زیر، که به قانون هوک معروف است، به دست می آید

 

در این رابطه، x تغییر طول فنر، F نیروی بازگرداننده ی فنر و k ثابت تناسب است که به ویژگی های فنر بستگی دارد و آن را ثابت نیروی فنر می نامیم. یکای k در SI نیوتن بر متر N/m است. علامت منفی در رابطه ی بالا نشان می دهد که جهت نیروی بازگرداننده ی فنر همواره خلاف جهت بردار جسم است.هر دستگاهی که نیروی بازگرداننده ی آن از قانون هوک پیروی کند حرکت همامنگ ساده خواهد داشت.

حال اثر نیروی بازگرداننده را در نوسانگر وزنه-فنر در یک دوره بررسی می کنیم.

همانطور که در شکل زیر و صفحه ی بعد در قسمت الف تا پ دیده می شود اگر جسم را پس از خارج کردن از وضع تعادل رها کنیم، تحت اثر نیروی بازگردننده به طرف وضع تعادل خود (نقطه ی O) برمی گردد و پس از رسیدن به نقطه ی O ، به سبب داشتن انرژی جنبشی، به حرکتش به سمت چپ ادامه می دهد (شکل پ ).

از این لحظه به بعد، مکان و سرعت جسم منفی و نیروی بازگرداننده در جهت محور x و مثبت است.اما چون سرعت ان منفی است حرکت جسم کندشونده است (شکل ت )؛ یعنی از سرعت آن کاسته می شود و در یک لحظه به صفر می رسد.

در این لحظه فنر بیشترین فشردگی و تغییر طول را دارد و نیروی بازگرداننده بیشینه است (شکل ث ).

نوشته شده توسط ا.میرزایی در ساعت 17:15 | لینک  |