Амплитуда гармонических колебаний точки xm = 2 см, полная энергия колебаний W = 310-7 Дж. При каком смещении от положения

Хm = 2 см = 0,02 м.

W = 3 *10^-7 Дж.

F = 2,25 *10^-5 Н.

Х - ?

Полная механическая энергия тела W в точке с максимальной амплитудой состоит только из потенциальной энергии Wп.

Запишем потенциальную энергию точки при максимальном отклонении: Wп = k *Хm^2/2, где k - жесткость пружины, Хm - амплитуда колебаний.

k = 2 *Wп/Хm^2.

Запишем закон Гука: F = k *Х, где F - сила упругости, k - жесткость пружины, Х - смещение от положения равновесия.

Х = F /k  = F *Хm^2/ 2 *Wп.

Х = 2,25 *10^-5 Н *(0,02 м)^2/ 2 *3 *10^-7 Дж = 0,015 м.

Ответ: смещение от положения равновесия составляет Х = 0,015 м.