Пружинный маятник совершает гармонические колебания амплитуда которых 0.05 м. Когда смещение x=0.02 м, сила упругости Fупр = 6*10^-5 H. Каковы потенциальная и кинетическая энергии, соответствующие данному смещению, и полная энергия маятника.

А = 0,05 м.

х = 0,02 м.

Fупр = 6 * 10^-5 Н.

Ек - ?

Еп - ?

Е - ?

Согласно закону Гука: Fупр = k * х, где k - жесткость пружины, х - смещение от положения равновесия.

k = Fупр / х.

k = 6 * 10^-5 Н / 0,02 м = 0,003 Н/м.

Потенциальная энергия пружинного маятника Еп определяется формулой: Еп = k * x²/2, где k - жесткость пружины, х - смещение пружины от положения равновесия.

Еп = 0,003 Н/м * (0,02 м) ²/2 = 0,6 * 10^-6 Дж.

Так как амплитуда А это максимальное отклонение от положения равновесия, то в этом положении полная механическая энергия пружины Е состоит только из потенциальной Еп = k * А²/2.

Е = 0,003 Н/м * (0,05 м) ²/2 = 3,75 * 10^-6 Дж.

Е = Еп + Ек.

Ек = Е - Еп.

Ек = 3,75 * 10^-6 Дж - 0,6 * 10^-6 Дж = 3,15 * 10^-6 Дж.

Ответ: Е = 3,75 * 10^-6 Дж, Еп = 0,6 * 10^-6 Дж, Ек = 3,15 * 10^-6 Дж.