Задание №6 — Гармонические колебания материальной точки
Массивный груз, подвешенный к потолку на пружине, совершает вертикальные свободные колебания. Пружина всё время остается растянутой. Как ведут себя потенциальная энергия пружины, кинетическая энергия груза, его потенциальная энергия в поле тяжести, когда груз движется вверх к положению равновесия? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ПРУЖИНЫ | КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ГРУЗА | ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ГРУЗА В ПОЛЕ ТЯЖЕСТИ |
Правильный ответ
211
Пояснение
Решение:
Запас потенциальной энергии пружины станет меньше, так как согласно выражению
при сокращении деформации х происходит снижение величины потенциальной энергии.
Показатель кинетической энергии тела будет возрастать. Это объясняется тем, что при движении к точке равновесия объект разгоняется, стремясь к своему скоростному максимуму, следовательно, его энергия движения в данный промежуток времени растет.
Энергия взаимодействия груза с Землей (потенциальная энергия в поле тяжести) также будет демонстрировать рост. Исходя из зависимости E=mgh, значение энергии прямо пропорционально высоте подъема, а поскольку тело перемещается вертикально вверх, его высота увеличивается.
Ответ: 211
Источник: ФИПИ