Шарик массой 0.1 кг,подвешенный на нити,совершает свободные колебания. Полная механическая энергия колеблющегося шарика равна 0.2 Дж. Определить высоту h на которую поднимается маятник от положения равновесия.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Полная механическая энергия шарика равна сумме его потенциальной и кинетической энергии:

E = U + K

Где E - полная механическая энергия, U - потенциальная энергия, K - кинетическая энергия.

Так как шарик совершает свободные колебания, то его максимальная высота равна максимальной расстоянию от положения равновесия.

Наивысшая точка колебаний соответствует полной потенциальной энергии, а сама высота h - смещению точки равновесия вверх относительно этой точки. Это две разные величины!

Наивысшая точка колебаний
Тогда соответственно полной механической энергии соответствует полной потенциальной энергии - потенциальная энергия здесь равна кинетической (так как скорость в этой точке максимальна и поэтому потенциальная энергия равна кинетической)
Таким образом: $E = U{max} + K{max} = 2U{max}
где U{max} - потенциальная энергия наивысшей точки.

То есть
0.2 Дж = 2mg
h = 0.2 / (2 0.1 9.8) = 0.102 м = 10.2 см

Таким образом, высота h, на которую поднимается маятник от положения равновесия, равна 10.2 см.