Тело массы m=0,4 кг, подвешенное на пружине жесткостью k=0,1 Н/м, совершает малые гармонические колебания, если минимальная скорость движения тела равна 8 см/с, то амплитуда колебаний равна?
m = 0.4 кг, k = 0.1 Н/м, v_min = 8 см/с = 0.08 м/с.
Минимальная скорость достигается в точке равновесия, где кинетическая энергия равна 0, а потенциальная - максимальна. Таким образом, когда скорость минимальна, всё кинетическая энергия переходит в потенциальную.
Потенциальная энергия пружины: Ep = (1/2) k x^2, где x - амплитуда колебаний.
Кинетическая энергия тела: Ek = (1/2) m v^2.
Так как в точке минимальной скорости Ek = 0 и Ep = Ek, то:
(1/2) k x^2 = (1/2) m v_min^2, 0.1 x^2 = 0.4 (0.08)^2, 0.1 x^2 = 0.4 0.0064, 0.1 * x^2 = 0.00256, x^2 = 0.0256, x = 0.16 м.
Дано:
m = 0.4 кг,
k = 0.1 Н/м,
v_min = 8 см/с = 0.08 м/с.
Минимальная скорость достигается в точке равновесия, где кинетическая энергия равна 0, а потенциальная - максимальна. Таким образом, когда скорость минимальна, всё кинетическая энергия переходит в потенциальную.
Потенциальная энергия пружины: Ep = (1/2) k x^2,
где x - амплитуда колебаний.
Кинетическая энергия тела: Ek = (1/2) m v^2.
Так как в точке минимальной скорости Ek = 0 и Ep = Ek, то:
(1/2) k x^2 = (1/2) m v_min^2,
0.1 x^2 = 0.4 (0.08)^2,
0.1 x^2 = 0.4 0.0064,
0.1 * x^2 = 0.00256,
x^2 = 0.0256,
x = 0.16 м.
Ответ: амплитуда колебаний равна 0.16 м.