2. При отклонении груза, подвешенного на длинной легкой нерастяжимой нити, от положения равновесия на угол, соответствующий его максимальному смещению по вертикали на Аhmх = 2,0 см, потенциальная энергия груза составила ( Wa)max = 32 мДж. Определите массу груза. Нулевой уровень отсчета потенциальной энергии груза совмещен с его положением равновесия.

Решение задачи (падение груза на длиной нити, энергия на максимальном отклонении по вертикали 2,0 см): 1) Задано: потенциальная энергия на максимальном вертикальном смещении Wa,max = 32 мДж = 0,032 Дж. Нулевой уровень потенциальной энергии выбран в положении равновесия (самое нижнее положение подвеса). 2) При отклонении на угол, соответствующий вертикальному смещению h = Ahmx = 2,0 см = 0,02 м, энергия в гравитационном поле равна: U = m g h. 3) При этом U = Wa,max, следовательно: m g h = 0,032 Дж. 4) Подставим g ≈ 9,81 м/с² и h = 0,02 м: m = 0,032 / (9,81 × 0,02) ≈ 0,032 / 0,1962 ≈ 0,163 кг. Ответ: масса груза примерно 0,163 кг (около 163 г).