

Dzien dobry, mam pytanie, czy siła sprężystości sprężyny nie ma zwrotu zawsze do położenia równowagi? Narysowałam ciężarek drgający w pionie i zastanawiałam się, ponieważ w sytuacji maksymalnego wychylenia ponad położeniem równowagi wektor x jest do góry, wiec sila Fs powinna miec zwrot w dół, i powinna być mniejsza od siły ciężkości, czy poprawnie to narysowalam?
To zależy - dlatego sytuacja ze sprężyną w pionie rozpatrywana była osobno w stosunku do sprężyny w poziomie. W poziomie jest zawsze tak jak piszesz - Fs jest zwrócona do położenia równowagi. Ale w przypadku drgań w pionie oprócz siły sprężystości Fs pojawia się jeszcze siła ciężkości Fg i to siłą wypadkowa tych dwóch sił rządzi ruchem harmonicznym. A zatem w przypadku sprężyny w pionie siła wypadkowa zawsze będzie zwrócona w stronę położenia równowagi. A to jak zwrócona jest sama siła spreżystości sprężyny Fs zależy od tego czy sprężyna jest rozciągnięta, czy "skurczona" od swojej naturalnej długości. Więc musielibyśmy najpierw wiedzieć na jakiej wysokości znajduje się poziom, w którym spręzyna nie jest ani rozciągnięta, ani skrócona. Jeśli jest on powyżej rozpatrywanej wysokości, to siła Fs będzie działała w górę, jeśli poniżej, to będzie działała w dół. Np. na zajęciach rozrysowaliśmy sobie tę sytuację w taki sposób, że ten poziom znajdował się podczas całego ruchu harmonicznego zawsze ponad aktualnym położeniem ciężarka, toteż siła Fs zawsze była zwrócona w górę. Nie zmienia to natomiast faktu, że wspomniana siła wypadkowa sił Fs i Fg zawsze działa w stronę położenia równowagi (zamieszczam poniżej wycinek z zajęć).