Механика. Изменение физических величин Математический маятник совершает свободные незатухающие колебания между положениями и (см. рисунок). Как меняются значения кинетической, потенциальной и полной механической энергии шарика при его движении из положения в положение Кинетическая энергия... Потенциальная энергия... Полная механическая энергия... *Перетащите элементы на пустые поля сверху

В данной задаче мы рассмотрим поведение математического маятника, который совершает свободные незатухающие колебания. Важно понимать, как изменяются кинетическая, потенциальная и полная механическая энергии шарика при движении из одного положения в другое. ### Кинетическая энергия Кинетическая энергия (КЭ) шарика определяется формулой: \[ K = \frac{1}{2} mv^2 \] где \( m \) — масса шарика, \( v \) — его скорость. - **В положении A:** Скорость минимальна (шарик в верхней точке колебания), поэтому кинетическая энергия равна 0. - **Промежуточное положение:** Скорость увеличивается, и, следовательно, кинетическая энергия начинает увеличиваться. - **В положении B:** Скорость максимальна (шарик в нижней точке колебания), поэтому кинетическая энергия максимальна. ### Потенциальная энергия Потенциальная энергия (ПЭ) шарика определяется формулой: \[ U = mgh \] где \( h \) — высота над уровнем отсчета, а \( g \) — ускорение свободного падения. - **В положении A:** Высота максимальна, следовательно, потенциальная энергия максимальна. - **Промежуточное положение:** Высота уменьшается, и потенциальная энергия начинает уменьшаться. - **В положении B:** Высота минимальна (наивысшая точка отсчета), поэтому потенциальная энергия равна 0. ### Полная механическая энергия Полная механическая энергия (ПМЭ) системы составляет сумму кинетической и потенциальной энергии: \[ E_{total} = K + U \] - Полная механическая энергия остается постоянной в отсутствии внешних воздействий и потерь энергии на трение, поэтому в нашем случае она не меняется. Она равна максимальной потенциальной энергии в положении A или максимальной кинетической энергии в положении B. ### Результаты изменения энергий - **Кинетическая энергия:** - **A:** 0 - **Промежуточное положение:** Увеличивается - **B:** Максимальна - **Потенциальная энергия:** - **A:** Максимальна - **Промежуточное положение:** Уменьшается - **B:** 0 - **Полная механическая энергия:** Остается постоянной и равна сумме потенциальной энергии в начале или кинетической в конце колебания. ### Вывод Таким образом, при движении шарика от одного положения к другому воздействуют два типа энергии, которые взаимно переходят друг в друга, но общая механическая энергия остается постоянной, пока система не подвергается внешнему воздействию.