Привет! Раз тебе нужен краткий ответ, давай сразу перейдем к делу.
Для начала нужно вычислить потенциальную энергию колебаний груза в момент, когда его смещение равно 2,1 см. Потенциальная энергия в системе масса-пружина выражается как \( E_p = \frac{1}{2}kx^2 \), где \( k \) - жесткость пружины, а \( x \) - смещение от положения равновесия.
В нашем случае \( k = 97 \) Н/м и \( x = 2,1 \) см \( = 0,021 \) м (переведем см в м). Подставляем значения и получаем:
\( E_p = \frac{1}{2} \cdot 97 \cdot (0,021)^2 \).
Вычисляем и округляем до тысячных:
\( E_p \approx \frac{1}{2} \cdot 97 \cdot 0,000441 \) \( E_p \approx \frac{1}{2} \cdot 97 \cdot 0,000441 \) \( E_p \approx 0,0213855 \) \( E_p \approx 0,021 \) Дж.
Теперь расчет кинетической энергии. Она будет равна разности полной механической энергии и потенциальной энергии в данный момент. Полная механическая энергия гармонических колебаний – это энергия, которая сохраняется и равна потенциальной энергии в момент, когда смещение равно амплитуде.
Амплитуда \( A = 3,1 \) см \( = 0,031 \) м.
