Любая данная пружина, закрепленная на одном конце, имеет так называемую «постоянную пружины» k. Эта константа линейно связывает восстанавливающую силу пружины с расстоянием, на которое она растянута. Конец имеет то, что называется точкой равновесия, и его положение, когда пружина не испытывает никаких напряжений. После освобождения массы, прикрепленной к свободному концу пружины, она колеблется взад и вперед. Его кинетическая энергия и потенциальная энергия остаются постоянными. Когда масса проходит через точку равновесия, кинетическая энергия достигает максимума. Вы можете рассчитать кинетическую энергию в любой точке на основе потенциальной энергии пружины, когда она первоначально выпущена.
Определите начальную потенциальную энергию пружины. Из исчисления формула (0,5) kx ^ 2, где x ^ 2 - квадрат начального смещения конца пружины. Кинетическая и потенциальная энергия в любой точке будет суммироваться с этим значением.
Определите максимальную кинетическую энергию пружины в точке равновесия как равную начальной потенциальной энергии.
Рассчитайте кинетическую энергию в любой другой точке смещения X, вычитая потенциальную энергию в этой точке из начальной потенциальной энергии: KE = (0,5) kx ^ 2 - (0,5) kX ^ 2.
Например, если k = 2 Ньютона на сантиметр и начальное смещение от точки равновесия составляло 3 сантиметра, то кинетическая энергия на 2 сантиметра смещения составляет (0,5) 2_3 ^ 2 - (0,5) 2_2 ^ 2 = 5 Ньютон-метров ,