Question

Гравитационный маятник был отклонен от положения равновесия под таким углом, что груз массой 50г переместился на 5см вверх от положения равновесия. Считая, что потерям энергии можно пренебречь, определите: а) потенциальную энергию груза на максимальной высоте б) максимальную кинетическую энергию в) скорость груза в момент прохождения им положения равновесия МОЖНО ПОЖАЛУЙСТА ПОДРОБНО? Отдаю 55 баллов)

Answer 1

А) Максимальная потенциальная энергия равна E = mgh = 0,025 Дж
Б) По закону сохранения энергия максимальная кинетическая равна максимальной потенциальной и равна 0,025 Дж
В) В момент прохождения положения равновесия скорость максимальна и равна 1 м/c

Answer 2

Гравитационный маятник - это физическое устройство, состоящее из невесомой нити и груза, подвешенного на этой нити. Когда маятник отклоняется от положения равновесия и отпускается, он начинает колебаться вокруг этого положения.

Дано:

- Масса груза: 50 г - Перемещение груза от положения равновесия: 5 см вверх

Решение:

1. Потенциальная энергия груза на максимальной высоте: - Потенциальная энергия груза связана с его высотой над положением равновесия и определяется формулой: Eп = mgh, где m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота над положением равновесия. - В данном случае, масса груза m = 50 г = 0.05 кг, ускорение свободного падения g примем равным 9.8 м/с^2 (стандартное значение на поверхности Земли). - Высота над положением равновесия h = 5 см = 0.05 м. - Подставляя значения в формулу, получаем: Eп = 0.05 кг * 9.8 м/с^2 * 0.05 м = 0.0245 Дж.

2. Максимальная кинетическая энергия: - Максимальная кинетическая энергия груза достигается в положении равновесия, когда его скорость максимальна. - По закону сохранения механической энергии, сумма потенциальной и кинетической энергии остается постоянной. - Таким образом, максимальная кинетическая энергия груза равна максимальной потенциальной энергии, то есть 0.0245 Дж.

3. Скорость груза в момент прохождения им положения равновесия: - В положении равновесия потенциальная энергия груза равна нулю, поэтому в этот момент вся его энергия переходит в кинетическую. - По закону сохранения энергии, кинетическая энергия груза в положении равновесия равна максимальной кинетической энергии. - Таким образом, скорость груза в момент прохождения им положения равновесия можно найти, используя формулу для кинетической энергии: Ek = (1/2)mv^2, где Ek - кинетическая энергия, m - масса груза, v - скорость груза. - Подставляя значения, получаем: 0.0245 Дж = (1/2) * 0.05 кг * v^2. - Решая уравнение относительно v, получаем: v = sqrt((2 * 0.0245 Дж) / 0.05 кг) ≈ 0.7 м/с.

Таким образом, ответы на заданные вопросы: а) Потенциальная энергия груза на максимальной высоте: 0.0245 Дж. б) Максимальная кинетическая энергия: 0.0245 Дж. в) Скорость груза в момент прохождения им положения равновесия: 0.7 м/с.