Пружинный маятник совершает свободные незатухающие колебания между положениями 1 и 3 (рис. 64). Как изменяется потенциальная, кинетическая и полная механическая энергия маятника в процессе его перемещения из положения 2 в положение 3?

Давайте разберёмся пошагово с этой задачей про пружинный маятник и изменение его энергий при движении из положения 2 в положение 3. **Исходные данные:** - Маятник совершает свободные, незатухающие колебания. - Он перемещается между положениями 1 и 3, а также между 2 и 3. - Важно понять, как меняются его потенциальная, кинетическая и полная механическая энергия при движении из положения 2 в положение 3. --- ## Шаг 1. Что происходит при колебаниях маятника? - В любой точке колебания: - **Потенциальная энергия (U)** связана с положением маятника относительно равновесного положения. - **Кинетическая энергия (K)** зависит от скорости движения маятника. - **Полная механическая энергия (E)** — сумма потенциальной и кинетической, и она постоянна для невязких, однородных колебаний. Но для этого важно знать положение 2 и 3 относительно равновесия. --- ## Шаг 2. Анализ положения 2 и 3 - По условию, маятник перемещается из положения 2 в положение 3. - Положение 3 — это, скорее всего, крайнее положение (например, максимум раскрытия), где скорость равна нулю. - Положение 2 — промежуточное, с большей или меньшей скоростью, по сравнению с положением 3. --- ## Шаг 3. Как меняется потенциал и кинетическая энергия при перемещении из 2 в 3? - **В положении 3:** - Скорость равна нулю. - Потенциальная энергия достигает максимума (или минимума), в зависимости от конфигурации. - В большинстве случаев, крайнее положение — это максимум потенциала. - **В положении 2:** - Скорость может быть ненулевой, и потенциальная энергия отличается от предполагаемого "крайнего" значения. **Что происходит при движении из 2 в 3?** - Кинетическая энергия **уменьшается**, поскольку скорость уменьшается по мере приближения к положению 3, где она равна нулю. - Потенциальная энергия **увеличивается** по мере приближения к положению 3, достигая максимума в этом положении. - Полная энергия **остаётся постоянной** (при отсутствии сопротивления). --- ## Шаг 4. Итоговая картина | Параметр | При перемещении из 2 в 3 | |------------------------------|--------------------------------------------------| | Потенциальная энергия | увеличивается (или достигает максимума) | | Кинетическая энергия | уменьшается (становится равной нулю в положении 3)| | Полная механическая энергия | не меняется (константа) | --- ## Итоговый ответ: - При перемещении маятника из положения 2 в положение 3 потенциальная энергия **увеличивается**. - Кинетическая энергия **уменьшается** и в положении 3 становится равной нулю. - Общая механическая энергия маятника **не меняется** в процессе, так как колебания являются свободными и без затухания. Если есть изображение или дополнительные данные, то можно сделать более точный вывод, но в общем случае именно так происходит изменение энергий при движении из положения 2 в положение 3.