Могут ли происходить колебания багажа на пружине в состоянии невесомости?

Нрав колебаний багажа на пружине определяют масса багажа, твердость пружины и начальное отклонение груза от положения равновесия.  Наличие силы тяжести для воплощения колебаний не непременно.

Сила тяжести оказывает воздействие на процесс колебаний. При колебаниях в вертикальном направлении  точка равновесия смещается вниз. При колебаниях в горизонтальном направлении появляются силы трения меж багажом и подложкой, которые приводят к ускоренному затуханию.

Ответ: Колебания багажа на пружине могут происходить в состоянии невесомости.

  Состояние устойчивого равновесия

   Колебания некой системы происходят в том случае, когда эта система имеет состояние устойчивого равновесия. Устойчивое равновесие - это такое состояние, в котором, при маленьких отклонениях от точки равновесия, появляются силы, деяние которых ориентировано на возвращение системы в состояние покоя.

   Если сила, отдающая систему в состояние равновесия, пропорциональна отклонению, то в таком случае система совершает гармонические колебания. Для багажа на пружине в качестве такой силы выступает сила растяжения пружины.

  Колебания пружинного маятника на земле и в состоянии невесомости

   На земле, если груз подвешен на пружине, сила упругости пружины в состоянии покоя компенсируется силой тяжести груза:

      k * x₀ = - m * g, где

• к - твердость пружины;
• m - масса багажа;
• g - ускорение свободного падения;
• x₀ - длина растяжения пружины.

   В невесомости же, в состоянии покоя пружина находится в не напряженном состоянии: x₀ = 0.

   Но в обоих случаях колебания происходят вокруг состояния покоя, а период таких колебаний зависит только от жесткости пружины  и массы багажа. Для упругой пружины, когда сила пружины пропорциональна растяжению:

      F = - k * x,

период колебаний определяется формулой:

      T = 2 * (m / k).

   Ответ: в состоянии невесомости могут происходить колебания багажа на пружине.