На рис. 2 наведено графік залежності координати від часу для тіла масою 60 г, яке здійснює гармонічні коливання. Знайдіть найбільшу кінетичну енергію тіла під час коливань.
Для знаходження кінетичної енергії тіла нам потрібно знайти його швидкість у кожну момент часу. Це можна зробити, використовуючи похідну від функції координати від часу.
На графіку можна побачити, що тіло здійснює гармонічні коливання з амплітудою 5 см та періодом 0,4 с. Це означає, що рух тіла можна описати функцією:
x(t) = 5 см * sin(2πt/0,4 с)
Для знаходження швидкості можемо взяти похідну від цієї функції за часом:
v(t) = dx/dt = 5 см * (2π/0,4 с) * cos(2πt/0,4 с)
Тепер ми можемо знайти кінетичну енергію тіла в будь-який момент часу за формулою:
K = (1/2) * m * v^2
Де m - маса тіла, v - його швидкість.
Найбільша кінетична енергія буде в той момент, коли швидкість тіла буде максимальною. Це станеться, коли cos(2πt/0,4 с) = 1, тобто коли t = 0. Амплітуда швидкості в цей момент буде дорівнювати:
v(0) = 5 см * (2π/0,4 с) * cos(0) = 31,4 см/с
Тепер можемо знайти кінетичну енергію:
K = (1/2) * 0,06 кг * (31,4 см/с)^2 = 0,03 Дж
Отже, найбільша кінетична енергія тіла під час коливань становить 0,03 Дж.
1 votes Thanks 1
informatik99
Можешь написать что записывать в Дано?
Answers & Comments
Для знаходження кінетичної енергії тіла нам потрібно знайти його швидкість у кожну момент часу. Це можна зробити, використовуючи похідну від функції координати від часу.
На графіку можна побачити, що тіло здійснює гармонічні коливання з амплітудою 5 см та періодом 0,4 с. Це означає, що рух тіла можна описати функцією:
x(t) = 5 см * sin(2πt/0,4 с)
Для знаходження швидкості можемо взяти похідну від цієї функції за часом:
v(t) = dx/dt = 5 см * (2π/0,4 с) * cos(2πt/0,4 с)
Тепер ми можемо знайти кінетичну енергію тіла в будь-який момент часу за формулою:
K = (1/2) * m * v^2
Де m - маса тіла, v - його швидкість.
Найбільша кінетична енергія буде в той момент, коли швидкість тіла буде максимальною. Це станеться, коли cos(2πt/0,4 с) = 1, тобто коли t = 0. Амплітуда швидкості в цей момент буде дорівнювати:
v(0) = 5 см * (2π/0,4 с) * cos(0) = 31,4 см/с
Тепер можемо знайти кінетичну енергію:
K = (1/2) * 0,06 кг * (31,4 см/с)^2 = 0,03 Дж
Отже, найбільша кінетична енергія тіла під час коливань становить 0,03 Дж.