Решение задачи №14: Пружинный маятник

Задача №14 Дано: Пружинный маятник совершает свободные незатухающие колебания. Положение 2 — положение равновесия. Положение 3 — крайнее правое положение (максимальное отклонение). Процесс: перемещение из положения 2 в положение 3. Решение: 1. Кинетическая энергия маятника определяется формулой: \[ E_k = \frac{mv^2}{2} \] В положении равновесия (точка 2) скорость маятника максимальна. При движении к крайнему положению (точка 3) маятник тормозится под действием силы упругости пружины. В самой точке 3 маятник на мгновение останавливается, то есть его скорость становится равной нулю. Следовательно, кинетическая энергия уменьшается. Ответ: 2 (уменьшится). 2. Полная механическая энергия маятника: \[ E = E_k + E_p \] По условию задачи колебания являются свободными и незатухающими. Это означает, что силами трения и сопротивления воздуха можно пренебречь. Согласно закону сохранения механической энергии, в замкнутой системе при отсутствии сил трения полная механическая энергия остается неизменной. Происходит лишь переход кинетической энергии в потенциальную энергию деформированной пружины. Ответ: 3 (не изменится). Заполним итоговую таблицу: Кинетическая энергия: 2 Полная механическая энергия: 3 Ответ: 23