Масса гирьки, подвешенной к пружине, составляет 200 г. Когда гирьку оттянули вниз на 5 см и отпустили, она начала
Масса гирьки, подвешенной к пружине, составляет 200 г. Когда гирьку оттянули вниз на 5 см и отпустили, она начала колебаться с частотой 5 Гц. Найдите кинетическую, потенциальную и полную энергию гирьки при смещении, равном 5 см.
15.12.2023 02:21
Инструкция: Для решения данной задачи необходимо использовать понятия кинетической, потенциальной и полной энергии осциллирующей системы.
Кинетическая энергия (K) - это энергия движения объекта. В данном случае кинетическая энергия гирьки равна половине произведения её массы (m) на квадрат скорости (v): K = (1/2) * m * v^2.
Потенциальная энергия (P) - это энергия, связанная со скрытыми силами или положением объекта. В данном случае потенциальная энергия гирьки связана с её смещением (h) от положения равновесия. Потенциальная энергия гирьки равна произведению её массы на ускорение свободного падения (g) на высоту (h): P = m * g * h.
Полная энергия (E) - это сумма кинетической и потенциальной энергии: E = K + P.
Демонстрация: Для решения задачи необходимо знать значение ускорения свободного падения, которое составляет примерно 9,8 м/с^2. Пусть смещение гирьки (h) равно 5 см (0,05 м). Масса гирьки (m) равна 200 г (0,2 кг).
Кинетическая энергия гирьки: K = (1/2) * 0,2 * v^2.
Потенциальная энергия гирьки: P = 0,2 * 9,8 * 0,05.
Полная энергия гирьки: E = K + P.
Совет: Для лучшего понимания концепции осцилляции и решения подобных задач рекомендуется ознакомиться с основами физики и механики.
Упражнение: При смещении гирьки вниз на 10 см (0,1 м), она начинает колебаться с частотой 3 Гц. Найдите кинетическую, потенциальную и полную энергию гирьки при данном смещении. (Масса гирьки остается неизменной - 200 г).