Контрольные задания > 33. Груз массой 0,15 кг колеблется на пружине. Его скорость v (в м/с) меняется по закону v = v0 * sin(2πt/T), где t - время с момента начала колебаний в секундах, T=16 с - период колебаний, v0 = 0,4 м/с. Кинетическая энергия E (в Дж) груза вычисляется по формуле E = (mv^2)/2, где m – масса груза (в кг), v – скорость груза (в м/с). Найдите кинетическую энергию груза через 2 секунды после начала колебаний. Ответ дайте в джоулях.
Вопрос:
33. Груз массой 0,15 кг колеблется на пружине. Его скорость v (в м/с) меняется по закону v = v0 * sin(2πt/T), где t - время с момента начала колебаний в секундах, T=16 с - период колебаний, v0 = 0,4 м/с. Кинетическая энергия E (в Дж) груза вычисляется по формуле E = (mv^2)/2, где m – масса груза (в кг), v – скорость груза (в м/с). Найдите кинетическую энергию груза через 2 секунды после начала колебаний. Ответ дайте в джоулях.
Ответ:
Привет, ребята! Давайте решим эту задачу по шагам.
1. **Анализ условия:** У нас есть формула для скорости груза, колеблющегося на пружине, а также формула для кинетической энергии. Нужно найти кинетическую энергию в заданный момент времени.
2. **Формулы:**
v = v0 * sin(2πt/T)
E = (mv^2)/2
3. **Подстановка известных значений для нахождения скорости:**
v = 0.4 * sin(2 * π * 2 / 16)
v = 0.4 * sin(π / 4)
v = 0.4 * sin(45°)
v = 0.4 * (√2 / 2)
v = 0.2√2 ≈ 0.283 м/с
4. **Подстановка значения скорости в формулу для кинетической энергии:**
E = (0.15 * (0.2√2)^2) / 2
E = (0.15 * 0.08) / 2
E = 0.012 / 2
E = 0.006 Дж
5. **Ответ:** Кинетическая энергия груза через 2 секунды после начала колебаний равна 0.006 Дж.
Развернутый ответ: Сначала находим скорость груза в момент времени t=2 секунды, используя данную формулу. Затем, подставляем полученное значение скорости и массу груза в формулу кинетической энергии. В результате получаем значение кинетической энергии, равное 0.006 Дж.