Вредом силы трения является проблема перемещения больших грузов, проблема изнашивания трущихся поверхностей, а также невозможность создания вечного двигателя, так как из-за трения любое движение рано или поздно останавливается, требуя постоянного стороннего воздействия. Люди научились при и уменьшать, либо увеличивать силы трения, в зависимости от необходимости. Это и колеса, и смазка, и заточка, и многое другое. Примеров масса, и очевидно, что нельзя однозначно сказать: трение – это хорошо или плохо. Но оно есть, и наша задача – научиться использовать его на пользу человека.
Дано:
m = 100 гр = 0,1 кг
k = 0,5 кН/м = 500 Н/м
A = 20 см = 0,2 м
-------------------------------------
Найти:
E - ? υ(max) - ?
Запишем формулы кинетической энергий и потенциальной энергий тела при деформированной пружины:
Теперь мы используем закон сохранения механической энергий:
Максимальное отклонение равно амплитуде колебания, скорость в этом энергий равно нулю, давайте запишем:
Пусть υ = 0, тогда:
Пусть x = A, следовательно:
- Общая формула сохранения механической энергий.
E = 500 Н/м × (0,2 м)²/2 = 500 Н/м × 0,04 м²/2 = 20 Н×м/2 = 10 Н×м = 10 Дж
Максимальная скорость достигается в положений равновесия, при этом его отклонение равно нулю:
Пусть x = 0, тогда:
, следовательно мы получим:
υ(max) = 0,2 м × √500 Н/м/0,1 кг = 0,2 м × √500 кг×м/с²/м / 0,1 кг = 0,2 м × √500 кг/с²/0,1 кг = 0,2 м × √5000 1/с² = 0,2 м × √5000 с⁻² ≈ 0,2 м × 70,71 с⁻¹ ≈ 14,142 м/с ≈ 14,14 м/с
ответ: E = 10 Дж, υ(max) = 14,14 м/с