Вопрос школьника
На рисунке представлен график зависимости потенциальной энергии математического маятника (относительно положения его равновесия) от времени. Определите кинетическую энергию маятника в момент времени, соответствующий на графике точке D
Ответ от учителя
Для определения кинетической энергии маятника в момент времени, соответствующем точке D на графике, необходимо знать закон сохранения энергии для математического маятника.
Закон сохранения энергии для математического маятника гласит, что сумма кинетической и потенциальной энергии маятника в любой момент времени остается постоянной и равной его начальной энергии.
Таким образом, чтобы определить кинетическую энергию маятника в момент времени, соответствующий точке D на графике, необходимо знать его потенциальную энергию в этот момент времени и его начальную потенциальную энергию.
На графике видно, что потенциальная энергия маятника в точке D равна нулю, так как маятник находится в положении равновесия. Значит, его начальная потенциальная энергия также равна нулю.
Следовательно, сумма кинетической и потенциальной энергии маятника в момент времени, соответствующий точке D на графике, равна его начальной энергии, которая также равна его потенциальной энергии в точке A на графике.
Таким образом, чтобы определить кинетическую энергию маятника в момент времени, соответствующий точке D на графике, необходимо знать его начальную потенциальную энергию, которая равна его максимальной потенциальной энергии на графике (в точке B), и вычесть из нее его потенциальную энергию в точке D.
Таким образом, кинетическая энергия маятника в момент времени, соответствующий точке D на графике, равна разности между его начальной потенциальной энергией (в точке B) и его потенциальной энергией в точке D.
Кинетическая энергия маятника в момент времени, соответствующий точке D на графике, можно вычислить по формуле:
K = E — U
где K — кинетическая энергия маятника, E — его начальная энергия (максимальная потенциальная энергия на графике), U — его потенциальная энергия в точке D на графике.
Таким образом, чтобы определить кинетическую энергию маятника в момент времени, соответствующий точке D на графике, необходимо вычислить разность между его начальной энергией (максимальной потенциальной энергией на графике) и его потенциальной энергией в точке D на графике.
