Груз массой m свободно колеблется на пружине в горизонтальной плоскости. В начальный момент времени он проходит положение = весия со скоростью $v$ и через четверть периода колебаний достигает положения максимального удаления. Модуль изменения полной механической энергии груза за это время равен
1) $0$
2) $\frac{m}{v ^2} 2$
3) $m v ^2$
4) $2m v ^2$
1) $0$
2) $\frac{m}{v ^2} 2$
3) $m v ^2$
4) $2m v ^2$
💡 Пошаговый разбор и решение:
При решении данной задачи необходимо обратить внимание, что нужно найти изменение энергии для груза, а не для системы груз — пружина. Полная механическая энергия сохраняется только в замкнутой системе или в системе, на которую действуют силы, не совершающие работу. На груз действует пружина, которая совершает работу по его разгону и торможению, поэтому полная энергия груза изменяется.
Поскольку груз колеблется в горизонтальной плоскости, его потенциальная энергия не изменяется. Таким образом, изменение полной механической энергии груза будет = изменению его кинетической энергии. В крайнем положении груз имеет нулевую скорость. Следовательно, изменение энергии = $\frac{m v ^2}{2}$
Ответ: 2.
Примечание. Обратите внимание, что если бы груз колебался в вертикальной плоскости, то менялась бы не только его кинетическая, но и потенциальная энергия $mgh$ А значит, ответ в задаче был бы другой. При этом было бы важно, в каком направлении за четверть периода сместился груз: в нижнее или в верхнее. Изменение потенциальной энергии в этих двух случаях будет разным.
Поскольку груз колеблется в горизонтальной плоскости, его потенциальная энергия не изменяется. Таким образом, изменение полной механической энергии груза будет = изменению его кинетической энергии. В крайнем положении груз имеет нулевую скорость. Следовательно, изменение энергии = $\frac{m v ^2}{2}$
Ответ: 2.
Примечание. Обратите внимание, что если бы груз колебался в вертикальной плоскости, то менялась бы не только его кинетическая, но и потенциальная энергия $mgh$ А значит, ответ в задаче был бы другой. При этом было бы важно, в каком направлении за четверть периода сместился груз: в нижнее или в верхнее. Изменение потенциальной энергии в этих двух случаях будет разным.
Правильный ответ:
2
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 166809 • Задание №4
Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведенного списка. [рис.]
В процесс...
ID 167241 • Задание №10
[рис.] Чему равно общее сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, если R1 = 8 Ом, R2 = 8 Ом, R...
🔗 Другие задания линии №4 по предмету Физика:
ID 103074
[рис.] В широкую U-образную трубку с вертикальными прямыми коленами налиты неизвестная жидкост...
ID 103075
[рис.] На графике показана зависимость модуля силы Архимеда FАрх, действующей на медленно погру...
ID 103076
В четыре сосуда, вертикальные сечения которых показаны на рисунке, налита вода. Одна клеточка н...
ID 103077
Кубик из пробки с ребром 10 см опускают в воду. Каково отношение объема кубика, находящегося на...
ID 103078
Пустой цилиндрический стеклянный стакан плавает в воде, погрузившись на половину своей высоты. ...