На рисунке 112 изображён шарик на нити, колеблющийся без трения между точками А и B. Находясь в точке B, этот маятник обладает потенциальной энергией, равной 0,01 Дж относительно горизонтали 1, принятой за нулевой уровень отсчёта потенциальной энергии. Чему равна: а) потенциальная энергия шарика в точках А и О; б) кинетическая энергия шарика в точках B, О и А; в) полная механическая энергия шарика в точках B, D, О, С и А?
На рисунке 112 показан маятник, состоящий из шарика на нити, который колеблется без трения между точками A и B. В точке B его потенциальная энергия относительно горизонтали, принятой за нулевой уровень, равна 0,01 Дж. Рассмотрим следующие вопросы:
Потенциальная энергия шарика в точках A и O:
- В точке A потенциальная энергия будет такой же, как и в точке B, то есть 0,01 Дж, поскольку это самая высокая точка подъема.
- В точке O, которая является равновесной позицией, потенциальная энергия равна нулю, так как здесь кинетическая энергия максимальна, а потенциальная энергия минимальна.
Кинетическая энергия шарика в точках B, O и A:
- В точке B кинетическая энергия равна 0, так как здесь максимальная потенциальная энергия и шарик временно останавливается.
- В точке O кинетическая энергия максимальна, равна 0,01 Дж, так как вся потенциальная энергия преобразуется в кинетическую при прохождении через равновесное положение.
- В точке A кинетическая энергия равна 0, так как это точка максимального отклонения, где скорость минимальна.
Полная механическая энергия:
Согласно закону сохранения механической энергии, полная энергия маятника остается постоянной на всех участках его пути. Поэтому полная механическая энергия шарика в точках B, D, O, C и A будет равна 0,01 Дж, так как это энергия, переданная шарикому в начале колебаний.
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 9 класс.
Aвторы:
Гутник Е.М., Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
На рисунке 112 изображён шарик на нити, колеблющийся без трения между точками А и B. Находясь в точке B, этот маятник обладает потенциальной энергией, равной 0,01 Дж относительно горизонтали 1, принятой за нулевой уровень отсчёта потенциальной энергии. Чему равна: а) потенциальная энергия шарика в точках А и О; б) кинетическая энергия шарика в точках B, О и А; в) полная механическая энергия шарика в точках B, D, О, С и А?