Кинетическая энергия маятника в момент прохождения им положения равновесия равна 5Дж. Определите полную механическую энергию маятника.

(желательно с подробным решением)

Для определения полной механической энергии маятника нужно учитывать, что полная механическая энергия сохраняется в системе, если отсутствуют потери энергии на трение и сопротивление воздуха. Полная механическая энергия маятника складывается из его потенциальной энергии и кинетической энергии.

Дано:

• Кинетическая энергия $E_k = 5 \, \text{Дж}$ в момент прохождения положения равновесия.

Решение:

1. Анализ маятника в положении равновесия:

   • В положении равновесия маятник находится на минимальной высоте относительно точки подвеса. Поэтому его потенциальная энергия равна нулю: $$E_p = 0$$
   • Полная механическая энергия $E_\text{полная}$ в этот момент равна только кинетической энергии: $$E_\text{полная} = E_k$$

2. Вывод:

   • Так как энергия сохраняется во всей системе, полная механическая энергия маятника постоянна в любой точке его движения. Она остается равной кинетической энергии в положении равновесия: $$E_\text{полная} = 5 \, \text{Дж}.$$

Ответ:

Полная механическая энергия маятника равна $5 \, \text{Дж}$.