Вертикальный пружинный маятник совершает гармонические колебания с амплитудой А=2,4 см. определите смещение x1 груза от положения равновесия в точке, в котрой на него действует возвращающая сила, модуль которой F=30 мН, если полная механическая энергия маятника W=3,6 мДж

А = 2,4 см = 0,024 м.

F1 = 30 мН = 0,03 Н.

W = 3,6 мДж = 0,0036 Дж.

х1 - ?

Согласно закону Гука, сила упругости F, которая возникает при деформации пружины, прямо пропорциональна удлинению пружины х: F = k * х, где k - жёсткость пружины.

F1 = k * х1.

х1 = F1 / k.

В момент с наибольшим отклонением х = А, полная механическая энергия маятника состоит только из потенциальной энергии деформированной пружины: W = k * А² / 2.

k = 2 * W / А².

Удлинение пружины х1 будет определяться формулой: х1 = F1 * А² / 2 * W.

х1 = 0,03 Н * (0,024 м) ² / 2 * 0,0036 Дж = 0,0024 м.

Ответ: груз будет иметь смещение х1 = 0,0024 м.