Я расскажу вам о своем личном опыте работы с идеальным математическим маятником. Это был грузик массой 0‚4 кг‚ подвесившийся на веревке длиной 3 м. Во время его колебаний я обратил внимание на максимальную скорость‚ которая составляла 0‚4 м/с.Для определения полной механической энергии данного маятника‚ нам необходимо знать его потенциальную и кинетическую энергию. Потенциальная энергия связана с высотой‚ на которой находится грузик‚ а кинетическая энергия — с его скоростью.Для расчета потенциальной энергии используется формула⁚
Eпот m * g * h‚
где m — масса грузика‚ g — ускорение свободного падения (принимаем равным 9‚8 м/с²)‚ h — высота грузика над какой-либо точкой.Поскольку маятник находится в максимальной точке своего колебания‚ его высота над точкой подвеса равна длине нити подвеса L (в нашем случае это 3 м). Таким образом‚ мы можем вычислить потенциальную энергию по формуле⁚
Eпот m * g * L.Подставим значения⁚
Eпот 0‚4 кг * 9‚8 м/с² * 3 м 11‚76 Дж;При расчете кинетической энергии используется формула⁚
Eк (1/2) * m * v²‚
где v — скорость грузика.Подставляем значения⁚
Eк (1/2) * 0‚4 кг * (0‚4 м/с)² 0‚032 Дж.Чтобы определить полную механическую энергию‚ необходимо сложить значения потенциальной и кинетической энергий⁚
Eмех Eпот Eк 11‚76 Дж 0‚032 Дж 11‚792 Дж.Таким образом‚ полная механическая энергия данного маятника составляет примерно 11‚792 Джоулей.Источник⁚
— Учебник физики для старшей школы.