Шарик, подвешенный на нити, отклоняют от положения равновесия, поднимая его на высоту h. Угол отклонения нити от вертикали при этом мал. Верными утверждениями являются следующие:

• полную энергию колебаний W можно вычислить так W = mgh
• кинетическая энергия при прохождении шариком положения равновесия равна
• среднее за период значение кинетической энергии равно среднему за период значению потенциальной энергии
• среднее за период значение кинетической энергии равно

Другие предметы Университет Колебания и энергия механической системы физические основы механики колебания шарика потенциальная энергия кинетическая энергия закон сохранения энергии угол отклонения положение равновесия высота H среднее значение энергии университетская физика Новый

Давайте разберемся с приведенными утверждениями и вычислениями, связанными с колебаниями шарика, подвешенного на нити.

1. **Полная энергия колебаний W**. Когда мы поднимаем шарик на высоту h, мы совершаем работу против силы тяжести, и эта работа преобразуется в потенциальную энергию. Полная механическая энергия системы (в данном случае шарика) в любом положении будет равна потенциальной энергии на максимальной высоте, что можно выразить формулой:

• W = mgh,

где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения, h - высота, на которую мы подняли шарик.

2. **Кинетическая энергия при прохождении положения равновесия**. Когда шарик достигает положения равновесия, вся потенциальная энергия преобразуется в кинетическую. На этом этапе высота h равна нулю, и потенциальная энергия также равна нулю. Следовательно, вся энергия W становится кинетической:

• Кинетическая энергия при прохождении положения равновесия равна W.

3. **Среднее за период значение кинетической энергии и потенциальной энергии**. В случае простого гармонического движения, когда угол отклонения мал, можно показать, что средние значения кинетической и потенциальной энергии за один полный период колебаний равны. Это связано с тем, что система сохраняет полную механическую энергию:

• Среднее значение кинетической энергии равно среднему значению потенциальной энергии.

4. **Среднее за период значение кинетической энергии**. Поскольку полная энергия W равна сумме средних значений кинетической и потенциальной энергии за период, и учитывая, что они равны, мы можем записать:

• Среднее значение кинетической энергии равно W/2.

Таким образом, мы можем подвести итог:

1. Полная энергия колебаний W = mgh.
2. Кинетическая энергия при прохождении положения равновесия равна W.
3. Среднее за период значение кинетической энергии равно среднему за период значению потенциальной энергии.
4. Среднее за период значение кинетической энергии равно W/2.

Надеюсь, это объяснение помогло вам лучше понять физические основы механики, связанные с колебаниями шарика на нити!