Задача по физики (2) Материальная точка совершает гармонические колебания с амплитудой A
= 4 см. Полная энергия колебаний Е = 0,5 мкДж. Определите при каком смещении х от положения равновесия на колеблющуюся точку действует сила F = 10
мкН.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для гармонических колебаний полная энергия состоит из кинетической энергии и потенциальной энергии:

E = K + U

Где K - кинетическая энергия, а U - потенциальная энергия.

Так как по условию E = 0,5 мкДж, а сила F = 10 мкН, мы можем найти потенциальную энергию:

U = E - K

Поскольку кинетическая энергия в точке x равна нулю (так как скорость нулевая в крайних точках гармонических колебаний), то U = E.

Таким образом, потенциальная энергия равна 0,5 мкДж.

Находим смещение x при котором действует сила F:

F = -dU/dx

где dU/dx - производная потенциальной энергии по x.

Так как потенциальная энергия в гармонических колебаниях зависит квадратично от смещения (U = 0.5 k x^2), то:

F = -kx

10 * 10^-6 = -kx

x = -10 * 10^-6 / k

Подставляем найденное значение потенциальной энергии U и находим x.