Груз имеет массу 1 кг, а связанные с ним пружины имеют жесткость 1250 Н/м каждая (рис. 211). Какой будет амплитуда колебаний этого груза, если ему сообщить начальную скорость 2 м/с? Горизонтальная плоскость гладкая.
от

1 Ответ

Дано:
- Масса груза m = 1 кг
- Жесткость пружины k = 1250 Н/м
- Начальная скорость v0 = 2 м/с

Найти: амплитуду колебаний A.

Решение:

1. Полная механическая энергия E системы при начальной скорости будет состоять из кинетической энергии и потенциальной энергии пружины.

Кинетическая энергия (K.E.) определяется формулой:

K.E. = (1/2) * m * v0^2

Подставим известные значения:

K.E. = (1/2) * 1 * (2^2) = (1/2) * 1 * 4 = 2 Дж

2. Потенциальная энергия пружины (P.E.) в максимальной амплитуде колебаний A определяется формулой:

P.E. = (1/2) * k * A^2

3. При максимальной амплитуде вся кинетическая энергия превращается в потенциальную:

K.E. = P.E.

Таким образом, мы можем записать:

2 = (1/2) * 1250 * A^2

4. Упростим уравнение:

2 = 625 * A^2

5. Найдем A^2:

A^2 = 2 / 625

A^2 = 0,0032

6. Теперь найдем A:

A = √(0,0032) ≈ 0,0566 м

Ответ:
Амплитуда колебаний груза равна приблизительно 0,0566 м или 5,66 см.
от