Molla verticale

Messaggioda plinko1 » 08/08/2017, 17:40

Buongiorno, avrei dei dubbi sugli esercizi con le molle, più in particolare quelli con molle in verticale\obliquo. Sulle molle orizzontali nessun problema.
Allora ho una molla appesa ad un soffitto(costante elastica $k=300N/m$, estensione a riposo $l_0=1m$), e all'altra estremità ha un peso A di 5.1 kg, e un peso B anch'esso di 5.1 kg attaccato con una corda ideale al peso A. Le domande sono:
-Tensione corda che collega A a B(fatto, è la forza peso di B);
-Deformazione della molla(fatto,$F_(el)=2*Fp$, e poi mi ricavo $Deltax$ da $F_el=-k*Deltax$);
-legge oraria massa A dopo che taglio il filo tra A e B.
Qua iniziano i problemi. Allora so che il punto di equilibrio in cui oscilla la molla non è più $l_0$ visto che ho anche la forza peso in gioco adesso, mi calcolo il punto $x_0=Fp/k=0.167$ e poi comincio a ricavarmi i vari parametri, e qui iniziano i miei dubbi. Il valore A, cioè l'intervallo massimo di oscillazione si calcola $A=Deltax-x_0$? E di conseguenza la legge oraria sarebbe $z(t)=Acos(omegat)+x_0$? Qui il mio dubbio è su $x_0$, è giusto quel valore, perché sarebbe l'equilibrio, o sbaglio?

Secondo problema, per completezza e facilità di questo problema metterò il testo completo in allegato.
Ora, la tensione del cavo è $T=Fp-F_(el)=19,6$, l'equazione del moto la lascio un attimo in sospeso e ritorno sulla legge oraria. Qua la situazione è diversa e strana, perché la molla si estende, quindi la forza elastica tira il peso verso l'alto, ma l'equilibrio è più basso. Da qui ho provato a calcolare la fase iniziale che ho scritto come $0.75=0.1cos(phi_0)+0.85$, $x_0=0.85$ sarebbe l'equilibrio, $h_0=0.75$ il punto di partenza dato dall'esercizio e $A=0.1$ perchè è la differenza tra $x_0$ e $h_0$ che è dove il peso oscillerà presumo(?). Ci sono o sto sbagliando qualcosa? purtroppo non ho i risultati quindi faccio fatica a convincermi di quello che faccio. Grazie a chiunque vorrà darmi una mano.

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Re: Molla verticale

Messaggioda plinko1 » 09/08/2017, 01:33

Ok si, grazie mille, ultimo dubbio, quindi in ogni caso dove ho una molla verticale o obliqua, o comunque dove la forza peso è in gioco mi devo sempre rifare alla seconda legge di newton e di conseguenza alle equazioni differenziali?
plinko1
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Re: Molla verticale

Messaggioda plinko1 » 09/08/2017, 11:07

Ti ringrazio per la spiegazione così esaustiva, come pensavo, per la molla "obliqua" basta solo prendere la componente della forza peso che mi serve. Ma quindi, come hai detto alla fine, per esercizi relativamente semplici come quelli che ho postato, avrei potuto benissimo fare a meno delle equazioni differenziali? Anche se effettivamente fare con quelle è veramente molto meccanico e diretto, direi quasi impossibile sbagliare.
Grazie ancora, gentilissimo.

PS. Ho un'ultimo dubbio, sulla legge oraria da te scritta. A me svolgendo la ODE viene come risultato $z(t)=z_i/2cos(omegat)$, e quindi mi manca il $+z_i/2$, l'hai aggiunto tu perché sarebbe il punto da cui parte o ho sbagliato qualcosa nella ODE?

PPS. Scusa, la parte sopra si riferisce al primo esercizio, grazie ancora
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