Как изменится максимальная энергия деформации пружины и максимальная скорость тела, если увеличить жесткость пружины

Как изменится максимальная энергия деформации пружины и максимальная скорость тела, если увеличить жесткость пружины, не меняя массу тела и амплитуду его колебаний? Определите соответствующее изменение для каждой из этих величин: 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится. Запишите выбранные цифры для каждой физической величины в таблицу. Цифры могут повторяться в ответе.
Шарик_6424

Шарик_6424

Для ответа на данную задачу, нам необходимо знать закон Гука, который описывает зависимость удлинения Δl пружины от действующей на нее силы F:

F=kΔl

где k - жесткость пружины.

Максимальная энергия деформации пружины связана с максимальным удлинением пружины. Пусть δ - максимальное удлинение пружины. Тогда максимальная энергия деформации пружины определяется следующей формулой:

Eд=12kδ2

Максимальная скорость тела, связанного с пружиной, является наибольшей при прохождении телом положения равновесия. Для гармонических колебаний она равна следующей величине:

vmax=ωA

где ω - угловая частота колебаний, A - амплитуда колебаний.

Теперь рассмотрим заданный вопрос: как изменятся максимальная энергия деформации пружины и максимальная скорость тела при увеличении жесткости пружины.

1) Максимальная энергия деформации пружины:
Если увеличить жесткость пружины, то согласно закону Гука, для одного и того же удлинения пружины сила, действующая на пружину будет больше. Таким образом, максимальная энергия деформации пружины будет увеличиваться. Ответ: 1) увеличится.

2) Максимальная скорость тела:
При увеличении жесткости пружины, угловая частота колебаний ω будет возрастать. Таким образом, максимальная скорость тела, связанного с пружиной, будет увеличиваться. Ответ: 1) увеличится.

Таким образом, заполняя таблицу, получим следующие результаты:

| Величина | Изменение |
|-------------------------|-----------|
| Максимальная энергия деформации пружины | 1 |
| Максимальная скорость тела | 1 |
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello