**Дано:**
( m = 100 \ г = 0.1 \ кг )
( k = 40 \ Н/м )
( A = 9 \ см = 0.09 \ м )
**Найти:**
( v_{max} - ? )
**Решение:**
Наибольшая скорость тела при гармонических колебаниях достигается в момент прохождения положения равновесия. В этот момент вся потенциальная энергия пружины переходит в кинетическую энергию тела.
1. Запишем формулу для потенциальной энергии пружины в момент наибольшего отклонения (амплитуды):
( E_п = \frac{1}{2} k A^2 )
2. Запишем формулу для кинетической энергии тела в момент прохождения положения равновесия (максимальной скорости):
( E_к = \frac{1}{2} m v_{max}^2 )
3. Приравняем потенциальную энергию пружины к кинетической энергии тела:
( \frac{1}{2} k A^2 = \frac{1}{2} m v_{max}^2 )
4. Выразим максимальную скорость ( v_{max} ):
( v_{max} = \sqrt{\frac{k}{m}} A )
5. Подставим числовые значения и произведем расчет:
( v_{max} = \sqrt{\frac{40 \ Н/м}{0.1 \ кг}} \cdot 0.09 \ м )
( v_{max} = \sqrt{400} \cdot 0.09 )
( v_{max} = 20 \cdot 0.09 )
( v_{max} = 1.8 \ м/с )
**Ответ:**
Наибольшее значение модуля скорости тела равно 1.8 м/с.