дано:
- точки 2 и 3 — крайние позиции пружинного маятника
- груз совершает гармонические колебания
найти:
изменение кинетической энергии, модуля скорости и потенциальной энергии при движении груза от точки 2 к точке 3.
решение:
1. В точке 2 груз находится в положении максимального отклонения. Здесь потенциальная энергия максимальна, а кинетическая энергия равна нулю.
- Потенциальная энергия: U_max = (1/2) * k * A², где A — амплитуда колебаний.
- Кинетическая энергия: K = 0.
2. По мере движения от точки 2 к точке 3:
- Потенциальная энергия уменьшается, так как груз приближается к положению равновесия.
- Кинетическая энергия увеличивается, достигая максимума в положении равновесия (точка 3).
3. В точке 3:
- Потенциальная энергия: U = 0.
- Кинетическая энергия максимальна: K_max = (1/2) * m * v_max², где v_max — максимальная скорость.
4. Модуль скорости:
- В точке 2 скорость груза равна нулю.
- По мере движения к точке 3 модуль скорости увеличивается и достигает максимума в точке 3.
5. В процессе движения от точки 2 к точке 3 изменения:
- Кинетическая энергия возрастает от 0 до K_max.
- Модуль скорости возрастает от 0 до v_max.
- Потенциальная энергия уменьшается от U_max до 0.
ответ:
При движении груза от точки 2 к точке 3 кинетическая энергия увеличивается, модуль скорости увеличивается, а потенциальная энергия уменьшается.