Консультация № 199328
15.10.2020, 21:49
0.00 руб.
0 1 1
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:

Гармонический осциллятор совершает колебания вдоль оси Ox по закону: x (t) = A sin ( 17 пи/18*t+ 2 пи/9). Определите полную механическую энергию W осциллятора в момент времени t= 1,0 с , если его потенциальная энергия в этот момент Wп = 9,0 мДж .

Обсуждение

давно
Посетитель
226425
1567
17.10.2020, 21:20
общий
это ответ
Здравствуйте, Ника!
Полная механическая энергия системы это сумма кинетической и потенциальной энергии системы, которая, в случае гармонического осциллятора, не изменяется с течением времени.
W=WK+WП=const
Полная механическая энергия системы не изменяется, но происходит постоянное изменение кинетической и потенциальной энергии.
В некоторый момент времени полная механическая энергия системы может равняться потенциальной энергии осциллятора. В этот момент потенциальная энергия имеет максимальное значение. При этом максимальное смещение от положения равновесия равно амплитуде А смещения.
W=WП Мах=(1/2)*kX2Max=(1/2)kA2 ....... (1)
- здесь k - жесткость системы.
Потенциальная энергия в момент t=1c
WП1=(1/2)*kx12 ............. (2)
При этом смещение х1 при t1=1c
x1=A*sin[(17/18)*п*1 + (2/9)*п] = A*sin[(21/18)*п] = A*sin(п/6)
Отсюда
x1=A/2 ............. (3)
Подставим значение (3) в формулу (2), получим
WП1=(k/2)*(A/2)2=(1/4)*(1/2)kA2 ............ (4)
Сравним с (1)
Следовательно имеем
WП1=(1/4)*WП Мах=(1/4)*W ............. (5)
Следовательно
Полная механическая энергия
W=4*WП1 = 4*9 мДж = 36 мДж
Удачи
5
Спасибо!
Об авторе:
С уважением
shvetski
Форма ответа