Упр.35.36 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

1. Опишите превращения механической энергии, совершающиеся в процессе свободных незатухающих колебаний пружинного маятника в горизонтальном направлении; в вертикальном направлении. Сохраняется ли полная механическая энергия в процессе колебаний?

При свободных незатухающих колебаниях пружинного маятника происходит непрерывное превращение потенциальной энергии упругой деформации в кинетическую и обратно.

Ход решения

В горизонтальном направлении:

• при максимальном сжатии пружины скорость тела равна нулю, поэтому кинетическая энергия равна нулю, а потенциальная энергия упругой деформации максимальна;
• при движении к положению равновесия потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая увеличивается;
• в положении равновесия потенциальная энергия упругой деформации минимальна, а кинетическая энергия максимальна;
• при дальнейшем движении тело тормозится, пружина растягивается, кинетическая энергия уменьшается, а потенциальная энергия увеличивается;
• при максимальном растяжении пружины скорость снова равна нулю, кинетическая энергия равна нулю, а потенциальная энергия максимальна.

В вертикальном направлении, кроме энергии упругой деформации, изменяется и потенциальная энергия в поле тяжести Земли:

• в верхней точке колебаний она максимальна;
• в нижней точке — минимальна;
• при этом превращение энергии происходит так же: потенциальная энергия переходит в кинетическую и обратно.

Так как колебания незатухающие, потери энергии отсутствуют, поэтому полная механическая энергия системы сохраняется.

Ответ

При колебаниях энергия периодически переходит из потенциальной в кинетическую и обратно. В горизонтальном направлении меняется только энергия упругой деформации, а в вертикальном — ещё и потенциальная энергия в поле тяжести. Полная механическая энергия при незатухающих колебаниях сохраняется.