Question

Шарик массой 0.1 кг,подвешенный на нити,совершает свободные колебания. Полная механическая энергия колеблющегося шарика равна 0.2 Дж. Определить высоту h на которую поднимается маятник от положения равновесия.

Answer 1

Шарик колеблется и при колебаниях кинетическая энергия преобразуется в потенциальную и наоборот

Чтобы узнать на какую высоту поднимется тело надо полную механическую энергию принять равной потенциальной, т.к. на максимальной высоте кинетическая энергия тела будет равна 0

Еп=mgh

h=E/mg=0.2дж/ 0.1кг *10=0.2 метра

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения механической энергии. Полная механическая энергия колеблющегося шарика состоит из его потенциальной энергии и кинетической энергии. При максимальной высоте подъема маятник находится в состоянии покоя, поэтому его кинетическая энергия равна нулю.

Полная механическая энергия шарика равна сумме его потенциальной энергии и кинетической энергии:

E = U + K

где E - полная механическая энергия, U - потенциальная энергия, K - кинетическая энергия.

В данной задаче полная механическая энергия шарика равна 0.2 Дж. Так как кинетическая энергия при максимальной высоте подъема равна нулю, то мы можем записать:

0.2 Дж = U

Потенциальная энергия шарика связана с его высотой подъема следующим образом:

U = m * g * h

где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения, h - высота подъема.

Мы знаем, что масса шарика равна 0.1 кг. Ускорение свободного падения принимается равным приближенно 9.8 м/с^2.

Подставляя известные значения в уравнение, получаем:

0.2 Дж = 0.1 кг * 9.8 м/с^2 * h

Решая это уравнение относительно h, получаем:

h = 0.2 Дж / (0.1 кг * 9.8 м/с^2)

h ≈ 0.2 м

Таким образом, маятник поднимается на высоту примерно 0.2 метра от положения равновесия.