Груз массой 444 г колеблется на пружине жесткостью 55 Н/м с амплитудой 4,2 см. Определи потенциальную кинетическую энергию колебаний в тот момент, когда смещение груза равно 3,2 см.
Добрый день! Постараюсь максимально подробно и пошагово объяснить решение этой задачи.
Для начала, мы знаем массу груза (m = 444 г = 0,444 кг), жесткость пружины (k = 55 Н/м), а также амплитуду колебаний (A = 4,2 см = 0,042 м) и смещение груза (x = 3,2 см = 0,032 м).
Для определения потенциальной энергии колебаний, мы должны использовать формулу:
Eпот = (1/2) * k * x^2,
где Eпот - потенциальная энергия колебаний,
k - жесткость пружины,
x - смещение груза.
Подставляя известные значения в формулу, получаем:
Eпот = (1/2) * 55 * (0,032)^2,
Eпот = 0,02704 Дж.
Таким образом, потенциальная энергия колебаний в данном моменте равна 0,02704 Дж.
Обратите внимание, что все значения были переведены в СИ (метрическую) систему измерений для удобства расчетов. В случае, если требуется ответ в других единицах измерения, следует провести соответствующие преобразования.
Полная механическая энергия E=k*xm^2/2=55*(4,2*10^-2)2/2=2,31 Дж
Потенциальная энергия Ep=k*x^2/2=55*(3,2*10^-2)^2/2=1,76 Дж
Кинетическая энергия Ek=E-Ep= 0,55 Дж