№1
При отклонении шарика от положения равновесия его потенциальная энергия (связанная с высотой подвеса) преобразуется в кинетическую энергию (связанную со скоростью движения). В нижней точке траектории, когда шарик проходит положение равновесия, потенциальная энергия минимальна (часто принимается равной нулю), а кинетическая энергия максимальна. При дальнейшем движении шарик поднимается, его скорость уменьшается, и кинетическая энергия вновь преобразуется в потенциальную.
№2
| Дано: | Решение: |
| m = 100 г | Переведем массу в кг: \( m = 100 \text{ г} = 0.1 \text{ кг} \) По условию, в момент отпускания шарик имеет только потенциальную энергию, а в нижней точке траектории вся потенциальная энергия переходит в кинетическую. Предполагая, что в нижней точке потенциальная энергия равна нулю (или принимая ее за начальный уровень), то максимальная кинетическая энергия равна начальной потенциальной энергии. Однако, в задаче даны масса и скорость, что позволяет рассчитать кинетическую энергию в нижней точке. Если задача подразумевает, что Еп = Ек в нижней точке, то нужно найти Еп, зная Ек. Если же имеется в виду, что начальная Еп равна максимальной Ек, то расчет будет аналогичен. Формула для кинетической энергии: \[ E_k = \frac{mv^2}{2} \] |
| V = 20 м/с | Подставим значения: \[ E_k = \frac{0.1 \text{ кг} \times (20 \text{ м/с})^2}{2} \] |
| Еп - ? | \[ E_k = \frac{0.1 \times 400}{2} = \frac{40}{2} = 20 \text{ Дж} \] |
Так как в нижней точке траектории вся начальная потенциальная энергия перешла в кинетическую (при условии, что в нижней точке Еп = 0), то \( E_n = E_k \). |
Ответ: Еп = 20 Дж