Пружинный маятник совершает гармонические колебания амплитуда которых 0.05 м. Когда смещение x=0.02м, сила упругости

А = 0,05 м.

х = 0,02 м.

Fупр = 6 *10^-5 Н.

Ек - ?

Еп - ?

Е - ?

Согласно закону Гука: Fупр = k *х, где k - жесткость пружины, х - смещение от положения равновесия.

k = Fупр /х.

k = 6 *10^-5 Н /0,02 м = 0,003 Н/м.

Потенциальная энергия пружинного маятника Еп определяется формулой: Еп = k *x²/2, где k - жесткость пружины, х - смещение пружины от положения равновесия.

Еп = 0,003 Н/м *(0,02 м)²/2 = 0,6 *10^-6 Дж.

Так как амплитуда А это максимальное отклонение от положения равновесия, то в этом положении полная механическая энергия пружины Е состоит только из потенциальной Еп = k *А²/2 .

Е = 0,003 Н/м *(0,05 м)²/2 = 3,75 *10^-6 Дж.

Е = Еп + Ек.

Ек = Е - Еп.

Ек = 3,75 *10^-6 Дж - 0,6 *10^-6 Дж = 3,15 *10^-6 Дж.

Ответ: Е = 3,75 *10^-6 Дж, Еп = 0,6 *10^-6 Дж, Ек = 3,15 *10^-6 Дж.