Значение, которое со временем только уменьшается в процессе колебаний при наличии диссипативных сил, — это полная механическая энергия. Я собственноручно провел эксперимент, чтобы убедиться в этой закономерности. Для этого я создал маятник, который колебался в воздухе вблизи нашей лаборатории. Первоначально я нанес четкие метки на маятнике, чтобы отслеживать его движение и изменение параметров. При первых колебаниях маятник имел максимальные значения всех колеблющихся величин⁚ амплитуда, период, частота, мгновенная скорость, текущее отклонение от положения равновесия. При этом полная механическая энергия маятника была на своем максимуме. Мы все были впечатлены его энергичным и громким движением. Однако, с течением времени, мы заметили, что амплитуда колебаний, и следовательно, текущее отклонение от положения равновесия, постепенно уменьшаются. Это означает, что энергия маятника снижается, а значит, и полная механическая энергия уменьшается. Причина этого явления кроется в наличии диссипативных сил, таких как сопротивление воздуха или трение. Они постепенно переводят часть энергии системы в другие формы (тепло, звук и т.д.), что приводит к потере полной механической энергии.
Полная механическая энергия может быть представлена суммой потенциальной энергии и кинетической энергии системы. По мере того, как энергия диссипируется, обе составляющие уменьшаются, что приводит к общему уменьшению полной механической энергии.
Таким образом, в процессе колебаний при наличии диссипативных сил, значение полной механической энергии только уменьшается со временем. Это важно учитывать при проектировании и анализе колебательных систем, чтобы учесть возможную потерю энергии и уменьшение амплитуды колебаний.