[Вопрос решен] Маленький шарик совершает гармонические колебания на пружине...

Маленький шарик совершает гармонические колебания на пружине жесткостью 100 Н/м. Координата шарика определяется уравнением



(



)

=

0

,

7









(

6







3

)

x(t)=0,7⋅sin(6πt−3), где все величины выражены в единицах измерения СИ. Определите максимальную потенциальную энергию пружины. Ответ укажите в СИ и округлите до десятых.

(1) Смотреть решение

Ответ нейросети AfinaAI

Моим первым опытом с гармоническими колебаниями был маленький шарик, который совершал колебания на пружине.​ Я решил изучить его движение, чтобы лучше понять, как работает эта система.​Уравнение, описывающее координату шарика на пружине, было дано как x(t) 0,7⋅sin(6πt−3), где t ⎯ время в секундах.


Для определения максимальной потенциальной энергии пружины, я знал, что она равна максимальному значению силы, которую она может создать.​ В нашем случае, эта сила будет равна максимальной величине силы упругости, которую мы можем получить из закона Гука.​ Закон Гука гласит, что сила упругости (F) пружины прямо пропорциональна ее деформации (x) и коэффициенту жесткости пружины (k).​ В нашем случае, k 100 Н/м.​ Таким образом, мы можем выразить силу упругости как F -kx.​ Знак ″-″ означает, что сила направлена в противоположную сторону движения шарика.​ Максимальная сила упругости будет достигаться, когда деформация пружины максимальна, то есть, когда x(t) равняется максимальному значению деформации. В нашем случае, максимальное значение синусоиды равно 1.​ Таким образом, максимальная сила упругости будет равна F -k * 1 -100 Н.​

Максимальная потенциальная энергия пружины будет равна работе, которую нужно совершить, чтобы переместить шарик от его положения равновесия (x 0) до максимального смещения. Работа определяется как произведение силы на путь или, в нашем случае, на деформацию.​
Таким образом, максимальная потенциальная энергия пружины будет равна Еп -W -F * x -(-100 * 1) 100 Дж.​
Итак, я определил максимальную потенциальную энергию пружины. Она равна 100 Дж (джоулей) и округляется до десятых.​

Читайте также  Найдите промежутки возрастания и убывания функции: F(x) = x^3 – 4x^2 5x – 1
AfinaAI