Задача по физике: Максимальная высота подъема колеблющегося шарика

Содержимое статьи:

• Скорость в положении равновесия: v = 2 м/с
• Ускорение свободного падения: g = 10 м/с²
  Найти:
• Максимальную высоту подъема (h)
  Решение:
  
  1. Кинетическая энергия в положении равновесия Кинетическая энергия шарика в положении равновесия:
     

     K = (1/2)mv²

     где m - масса шарика.

  2. Потенциальная энергия на максимальной высоте На максимальной высоте вся кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию:
     

     U = mgh

     где h - максимальная высота подъема.

  3. Равенство энергий В соответствии с законом сохранения энергии, кинетическая энергия в положении равновесия равна потенциальной энергии на максимальной высоте:
     

     K = U

  4. Определение максимальной высоты Подставив выражения для кинетической и потенциальной энергий, получим:
     

     (1/2)mv² = mgh

     Разделив обе части уравнения на mg, получим:

     h = v²/2g

     Подставив данные, получим:

     h = (2 м/с)² / (2 · 10 м/с²) = 0,2 м

  5. Перевод в сантиметры

     h = 0,2 м · 100 см/м = 20 см

     Ответ: 20 см