Какое максимальное значение кинетической энергии тела, которое колеблется на пружине, можно рассчитать, если амплитуда колебаний равна 3 см, а жесткость пружины составляет 20 Н/м? Пожалуйста, дайте ответ в миллиджоулях.

Физика Колледж Колебания и волны максимальное значение кинетической энергии колебания пружины амплитуда колебаний жесткость пружины расчет энергии тела Новый

Для того чтобы рассчитать максимальное значение кинетической энергии тела, колеблющегося на пружине, нам нужно использовать формулу для максимальной кинетической энергии, которая выражается через амплитуду колебаний и жесткость пружины.

Шаг 1: Понимание формулы

Максимальная кинетическая энергия (Eк) колеблющегося тела на пружине рассчитывается по формуле:

Eк = (1/2) * k * A^2

где:

• k - жесткость пружины (в Н/м),
• A - амплитуда колебаний (в метрах).

Шаг 2: Подстановка значений

В нашем случае:

• A = 3 см = 0.03 м (переведем сантиметры в метры),
• k = 20 Н/м.

Теперь подставим значения в формулу:

Eк = (1/2) * 20 Н/м * (0.03 м)^2

Шаг 3: Вычисление

Сначала вычислим (0.03 м)^2:

• (0.03)^2 = 0.0009 м².

Теперь подставим это значение в формулу:

Eк = (1/2) * 20 Н/м * 0.0009 м²

Eк = 10 * 0.0009

Eк = 0.009 Дж.

Шаг 4: Перевод в миллиджоули

Так как 1 Дж = 1000 мДж, мы можем перевести полученное значение:

Eк = 0.009 Дж * 1000 = 9 мДж.

Ответ: Максимальное значение кинетической энергии тела, колеблющегося на пружине, равно 9 мДж.