Как меняется потенциальная энергия пружинного маятника при его свободных незатухающих колебаниях между положениями

Тема вопроса: Пружинный маятник и его потенциальная энергия

Инструкция:
Пружинный маятник - это устройство, которое колеблется между двумя положениями, используя потенциальную энергию пружины. Он состоит из груза, привязанного к упругой пружине, и может двигаться вдоль горизонтальной оси.

При свободных незатухающих колебаниях, маятник движется между положениями 1 и 3, как показано на рисунке 64. При переходе от положения 1 к положению 3, потенциальная энергия маятника меняется.

В положении 1, когда пружина находится в своем исходном положении, потенциальная энергия маятника равна нулю. В этом положении пружина натянута на некоторое расстояние, но ее перемещение не вызывает изменение потенциальной энергии.

При движении от положения 1 к положению 3, пружина начинает сжиматься или растягиваться, а груз приобретает потенциальную энергию. Эта потенциальная энергия достигает максимального значения в положении 3, когда пружина полностью сжата или растянута.

Таким образом, потенциальная энергия пружинного маятника достигает максимального значения в положении 3 и равна нулю в положении 1.

Демонстрация:
Школьник может использовать эту информацию для понимания того, как изменяется потенциальная энергия пружинного маятника во время своих колебаний.

Совет:
Чтобы лучше понять эту концепцию, рекомендуется школьникам обратить внимание на изменение состояния пружины в разных положениях и представить, как это влияет на потенциальную энергию.

Дополнительное упражнение:
Какая будет потенциальная энергия пружинного маятника, когда он находится на половинном пути между положениями 1 и 3?