Α.Α.Τ. και ρυθμός μεταβολής δύναμης

Η διάταξη του σχήματος είναι κατακόρυφη. Η άκαμπτη ομογενής λεπτή ράβδος ΑΓ ισορροπεί ακίνητη μεταξύ δύο κατακόρυφων τοίχων, έχοντας το άκρο της Α στερεωμένο σε λεία άρθρωση στον ένα τοίχο και το άκρο της Γ σε επαφή με τον άλλο τοίχο, που είναι λείος. Η ράβδος έχει μάζα m = 4kg και μήκος L. Η κατακόρυφη απόσταση των σημείων Α και Γ είναι h = 0,4m και η οριζόντια απόσταση D = 0,3m. Από το μέσον Ο της ράβδου κρέμεται ιδανικό ελατήριο σταθεράς Κ = 400Ν/m, στο άλλο άκρο του οποίου είναι δεμένο σώμα μάζας m = 4kg αρχικά ακίνητο. Την t₀ = 0 ασκούμε στο σώμα κατακόρυφη σταθερή δύναμη μέτρου F = 80N, την οποία καταργούμε όταν το σώμα έχει μετατοπιστεί κατά x = 0,1m. Tο σώμα μετά την κατάργηση της δύναμης F εκτελεί Α.Α.Τ. με D = K. Δίνεται g = 10m/s².

α. να βρεθεί το πλάτος της ταλάντωσης

β. να γίνει η γραφική παράσταση της δύναμης που δέχεται η ράβδος από τον λείο τοίχο στο σημείο Γ σε συνάρτηση με την απομάκρυνση του σώματος

γ. να βρεθεί το μέτρο του μέγιστου ρυθμού μεταβολής της δύναμης που δέχεται το σώμα από τον λείο τοίχο

Η άσκηση και η λύση της.