СПО. Расширенный. Превращение энергии при гармонических колебаниях. Затухающие колебания

Недеформированную пружину динамометра растянули на 2 см. Жесткость пружины 50 Н/м. Определите потенциальную энергию растянутой пружины. Ответ выразите в мДж округлите до целого числа. 1 мДж = 10-3 Дж.

Установите соответствие между видами колебаний и их характеристиками (описаниями). К каждой позиции левого столбца подберите соответствующую позицию правого столбца.

Груз, прикрепленный к пружине, колеблется на горизонтальном гладком стержне (см. рис.). Определите отношение кинетической энергии груза к потенциальной энергии системы в момент, когда груз находится в точке, расположенной посреди­не между крайним положением и положением равновесия.

Груз массой m на пружине, совершая свободные колебания, проходит положение равновесия со скоростьюv.Через половину периода колебаний он проходит положение равновесия, двигаясь в противоположном направлении с такой же по модулю скоростьюv.Чему равен модуль изменения кинетической энергии груза за это время?

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно определить. К каждой позиции левого столбца подберите соответствующую позицию правого столбца.

Определите механическую энергию W горизонтального пружинного маятника, который совершает колебания с амплитудой A = 5 см, если жесткость пружины k = 80 Н/м.

На рисунке представлен график зависимости потенциальной энергии математического маятника (нулевой уровень соответствует его положению равновесия) от времени. Какова кинетическая энергия маятника в момент времени t = 1 с? Ответ выразите в джоулях и округлите до целого числа.

Груз изображенного на рисунке пружинного маятника может совершать гармонические колебания между точками 1 и 3. Период колебаний груза равен Т. Графики А и Б представляют изменения физических величин, характеризующих колебания груза после начала колебаний из положения в точке 1.

На рисунках (а,б,в) представлено движение горизонтального пружинного маятника относительно положения равновесия в точке О без трения. Внимательно рассмотрите рисунки и вставьте в тексте подходящие по смыслу слова из выпадающего списка. Если немного сместить шарик из положения равновесия (рис. а) вправо, то длина пружинына хm (рис. б), и на шарик начнет действовать со стороны пружины. Эта сила согласно закону про­порциональна деформации пружины и направлена. Если отпустить шарик, то под действиемон начнет двигаться с ускорением влево, свою скорость. при этом будет уменьшаться, так как деформация пружины. В момент, когда шарик достигнет, сила упругости пружины станет равной нулю. Следовательно, согласно станет равным нулю и ускорение шарика. К этому моменту скорость шарика и его энергия достигнут значения. Не останавливаясь в положении равновесия, он будет по инерции продолжать двигаться . Пружина при этом будет сжиматься. В результате появится сила упругости, направленная уже и движение шарика (рис. в). Эта сила, а, значит, и на­правленное вправо ускорение по модулю пропорционально модулю смещения шарика относительно положения равновесия. Скорость будет до тех пор, пока в крайнем левом положении ша­рика . энергия в этом положении станет максимальной, а энергия будет равна нулю. После этого шарик начнет двигаться вправо. С уменьшением модуля сме­щения от положения равновесия сила упругости по модулю и в положении рав­новесия опять обращается в нуль. В этом положении потенциальная энергия , а кинетическая — . Но шарик уже успевает к этому моменту приобрести скорость и, следовательно, по инерции продолжает двигаться . Это движение приводит к пружины и появлению силы, направлен­ной . Движение шарика тормозится до полной остановки положении, после чего весь процесс повторяется сначала. Полная механическая энергия при колебаниях пружинного маятника равна кинетической и потенциальной энергий этой системы. Кинетическая и потенциальная энергии изменяются. Механическая энергия колеблющегося тела при отсутствии сил трения остается всегда . Если же на колеблющееся тело действуют силы сопротивления (трения), то колебания становятся . Силы сопротивления совершаютработу и механическая энергия системы .

Горизонтальный пружинный маятник совершает гармонические колебания с амплитудой 3 см. Определите смещение груза от положения равновесия в точке, в которой на него действует возвращающая сила, модуль которой 40 мН, если полная механическая энергия маятника 5,2 мДж. 1 м (милли) = 10-3.