Дано:
масса груза m = 0,2 кг
гравитационное ускорение g = 9,81 м/с²
длина нити L = 1 м
угол а = 60°
Найти:
кинетическую энергию груза при прохождении положения равновесия.
Решение:
1. Определим высоту h, на которую поднимается груз, когда нить отвели на угол а. Высота h можно найти из геометрии:
h = L - L * cos(a)
где cos(a) - косинус угла а.
2. Подставляем значения:
cos(60°) = 0,5
h = 1 - 1 * 0,5
h = 1 - 0,5
h = 0,5 м
3. Теперь можем найти потенциальную энергию (PE) груза в верхнем положении:
PE = m * g * h
PE = 0,2 * 9,81 * 0,5
PE = 0,2 * 9,81 / 2
PE = 0,981 Дж
4. В момент прохождения груза положения равновесия потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию (KE). По закону сохранения энергии:
PE = KE
5. Таким образом, кинетическая энергия груза в положении равновесия равна:
KE = PE = 0,981 Дж
Ответ:
Кинетическая энергия груза при прохождении положения равновесия составляет 0,981 Дж.