Груз массы 0.2 кг прикреплён к пружите и колеблется между точками 1 и 2. Положение равновесия - точка О - он проходит со скоростью 4 м/с. Какова энергия сжатия пружины в момент нахождения груза в точке 1.
Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения механической энергии.
Энергия механической системы в точке 1 (где пружина сжата) равна сумме кинетической и потенциальной энергии:
Ek1 + Ep1 = EkO + EpO
где Ek1 - кинетическая энергия в точке 1, Ep1 - потенциальная энергия в точке 1, EkO - кинетическая энергия в точке O (равновесия), EpO = 0 - потенциальная энергия в точке O.
Так как в точке O груз движется со скоростью 4 м/с, то его кинетическая энергия равна EkO = 0.5 m v^2 = 0.5 0.2 4^2 = 1.6 дж.
Так как потенциальная энергия системы в точке O равна 0, то уравнение упрощается до:
Ek1 + Ep1 = EkO
Ek1 + Ep1 = 1.6
Находим кинетическую энергию в точке 1:
Ek1 = 0.5 m v^2 = 0.5 0.2 0 = 0
Теперь найдем потенциальную энергию в точке 1:
Ep1 = EpO - EkO = 0 - 1.6 = -1.6 дж
Таким образом, энергия сжатия пружины в момент нахождения груза в точке 1 равна -1.6 дж. Отрицательный знак говорит о том, что потенциальная энергия системы считается от точки О, где она была равна 0.
Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения механической энергии.
Энергия механической системы в точке 1 (где пружина сжата) равна сумме кинетической и потенциальной энергии:
Ek1 + Ep1 = EkO + EpO
где Ek1 - кинетическая энергия в точке 1, Ep1 - потенциальная энергия в точке 1,
EkO - кинетическая энергия в точке O (равновесия), EpO = 0 - потенциальная энергия в точке O.
Так как в точке O груз движется со скоростью 4 м/с, то его кинетическая энергия равна EkO = 0.5 m v^2 = 0.5 0.2 4^2 = 1.6 дж.
Так как потенциальная энергия системы в точке O равна 0, то уравнение упрощается до:
Ek1 + Ep1 = EkO
Ek1 + Ep1 = 1.6
Находим кинетическую энергию в точке 1:
Ek1 = 0.5 m v^2 = 0.5 0.2 0 = 0
Теперь найдем потенциальную энергию в точке 1:
Ep1 = EpO - EkO = 0 - 1.6 = -1.6 дж
Таким образом, энергия сжатия пружины в момент нахождения груза в точке 1 равна -1.6 дж. Отрицательный знак говорит о том, что потенциальная энергия системы считается от точки О, где она была равна 0.