Дано:
Масса шара (m) = 150 г = 0.15 кг
Жёсткость пружины (k) = 50 Н/м
Скорость шара в точке B (v) = 0.6 м/с
а) В какой точке (в каких точках) потенциальная энергия пружины минимальна?
Потенциальная энергия пружины минимальна в точках, где сила упругости равна нулю, то есть в точках, где скорость максимальна и равна 0.
Таким образом, потенциальная энергия пружины минимальна в точках A и C.
б) Чему равна амплитуда колебаний?
Амплитуда колебаний (A) может быть найдена по формуле:
Eк = Eп
(1/2)mv^2 = (1/2)kA^2
A = sqrt((mv^2)/k)
A = sqrt((0.15 * 0.6^2) / 50) ≈ 0.12 м
в) При каком смещении шара его кинетическая энергия равна потенциальной энергии пружины?
Потенциальная энергия пружины равна кинетической энергии при смещении шара от положения равновесия на расстояние, равное амплитуде колебаний.
Таким образом, при смещении шара на амплитуду колебаний (A) его кинетическая энергия будет равна потенциальной энергии пружины.
Ответы:
а) Потенциальная энергия пружины минимальна в точках A и C.
б) Амплитуда колебаний A ≈ 0.12 м
в) При смещении шара на амплитуду колебаний его кинетическая энергия равна потенциальной энергии пружины.