5. Превращение энергии при колебательном движении. (рис. с объяснением)

При колебательном движении происходит постоянное превращение одного вида энергии в другой. Рассмотрим на примере математического маятника:

• В крайних точках (максимальное отклонение): Скорость маятника равна нулю, поэтому кинетическая энергия (E_k = 1/2 * m * v^2) равна нулю. Потенциальная энергия (E_p = m * g * h, где h — высота подвеса) максимальна.
• В положении равновесия (нижняя точка): Высота маятника минимальна, поэтому потенциальная энергия минимальна (можно принять за ноль). Скорость маятника максимальна, следовательно, кинетическая энергия максимальна.
• В промежуточных точках: Происходит превращение потенциальной энергии в кинетическую и наоборот.

Закон сохранения механической энергии: Если на тело не действуют силы трения или сопротивления, то полная механическая энергия (сумма кинетической и потенциальной) остается постоянной: E_k + E_p = const.