Груз, подвешенный на нити, совершает свободные колебания как маятник. При отсчёте потенциальной энергии от положения равновесия полная механи-ческая энергия груза при прохождении…

Для анализа колебаний груза, подвешенного на нити и совершающего колебания как маятник, мы можем воспользоваться законами сохранения энергии.

Полная механическая энергия системы равна сумме потенциальной и кинетической энергии:

\[ E_{\text{м}} = K + U \]

где:

• \( E_{\text{м}} \) — полная механическая энергия (в данном случае 10 Дж),
• \( K \) — кинетическая энергия,
• \( U \) — потенциальная энергия.

При прохождении положения равновесия (в этой точке груза) потенциальная энергия равна нулю (если отсчитывать от положения равновесия), и вся энергия системы полностью превращается в кинетическую:

\[ E_{\text{м}} = K = 10 \, \text{Дж} \quad (U = 0) \]

На максимальной высоте маятника (в крайних положениях колебаний) кинетическая энергия будет равна нулю, и вся энергия системы будет представлена в виде потенциальной энергии:

\[ E_{\text{м}} = U = 10 \, \text{Дж} \quad (K = 0) \]

Таким образом, потенциальная и кинетическая энергии будут изменяться в пределах:

• Потенциальная энергия \( U \): от 0 Дж (при прохождении положения равновесия) до 10 Дж (в крайнем положении).
• Кинетическая энергия \( K \): от 10 Дж (при прохождении положения равновесия) до 0 Дж (в крайнем положении).

Итак, потенциальная энергия изменяется в пределах от 0 до 10 Дж, а кинетическая энергия — от 10 до 0 Дж.