Как меняется потенциальная энергия пружинного маятника, который совершает свободные незатухающие колебания между

Название: Потенциальная энергия свободного незатухающего пружинного маятника

Разъяснение:
Свободный незатухающий пружинный маятник - это механическая система, состоящая из грузика (массы m) и пружины. При движении маятника между положениями 1 и 3 происходят переходы энергии между потенциальной и кинетической энергией.

В положении 1 маятник расположен в самом нижнем положении, где потенциальная энергия наивысшая. В этот момент пружина сжата на определенную длину, и ее потенциальная энергия равна 0. Грузик движется вверх под воздействием восстанавливающей силы пружины, и его потенциальная энергия начинает увеличиваться.

По мере подъема грузика его скорость уменьшается, и когда он достигает положения 3, его скорость равна нулю. В этот момент потенциальная энергия наивысшая. Пружина полностью распрямляется, и ее потенциальная энергия снова равна 0.

Между положениями 1 и 3 грузик движется взад и вперед. В каждый момент времени потенциальная энергия маятника зависит от его положения. В самом нижнем положении (положение 1) потенциальная энергия равна 0, а в наивысшей точке (положение 3) она достигает максимального значения.

Пример использования: Найти потенциальную энергию маятника, когда его положение находится на середине между положениями 1 и 3.

Совет: Для лучшего понимания концепции потенциальной энергии пружинного маятника можно визуализировать его движение на графике с изменением времени. Также полезно разобраться в законе Гука для пружин и его связи с потенциальной энергией.

Упражнение: Какая будет потенциальная энергия маятника, когда его положение находится в положении 2 (на полпути между положениями 1 и 3)? Ответ дайте в виде формулы.