Шарик массой m = 10 г совершает гармонические колебания с амплитудой А = 20 см и периодом Т = 4 с (пружинный маятник). В момент времени t₀ = 0 смещение шарика равно х₀ = А. Найдите кинетическую энергию Eк1 в момент времени t = 1 с.
Ответы на вопрос
Для того чтобы найти кинетическую энергию шарика в момент времени t = 1 с, необходимо использовать формулы для гармонического колебания.
-
Основные данные:
-
Масса шарика ,
-
Амплитуда колебаний ,
-
Период колебаний ,
-
Смещение в начальный момент времени ,
-
Время, для которого нужно найти кинетическую энергию, .
-
-
Формулы для гармонического движения:
-
Смещение , где — угловая частота.
-
Угловая частота .
-
Для нашего случая:
-
Определим начальную фазу :
Мы знаем, что в момент времени смещение , то есть:
Это возможно только при . Таким образом, выражение для смещения будет:
-
Найдем кинетическую энергию в момент времени :
Кинетическая энергия для гармонического колебания вычисляется по формуле:
где — скорость шарика. Скорость можно найти, взяв производную от смещения:
Подставим с:
Теперь вычислим кинетическую энергию:
Вычислим численно:
Таким образом, кинетическая энергия шарика в момент времени составляет примерно .
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Физика
Последние заданные вопросы в категории Физика
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili

