Тело массой 400г прикреплено к сжатой пружине, жесткость которой 100 н/м. после освобождения пружины тело совершает такие колебания, при которых максимальное удлиннение пружины 10 см. какова наибольшая скорость колеблющегося тела? массой пружины можно пренебречь.
Дано:
m = 400 г
k = 100 Н/м
Δxmax = 10 см
Найти: υmax - ?
1. Единицы измерения переводим в систему СИ:
m = 400 г = 0.4 кг
Δxmax = 10 см = 0.1 м
2. По закону сохранения энергии максимальная потенциальная энергия сжатой пружины равна максимальному значению кинетической энергии колеблющейся пружины:
Епmax = Екmax
где Епmax = kΔx²max/2; Екmax = mυ²max/2;
3. Приравнивая, получаем следующее уравнение:
kΔx²max/2 = mυ²max/2 (1)
4. Выразим υmax из уравнения (1) и подставляем значения:
υ²max = kΔx²max/m
υmax = √(kΔx²max/m) = √(100×0.1²/0.4) = 1.58 м/с
ответ: 1.58 м/с