2018-05-31
Тело массы $m = 0,50 кг$ висит на резиновом шнуре с коэффициентом упругости $k = 50 Н/м$. Найти максимальное расстояние, на которое можно оттянуть вниз тело, чтобы его колебания еще носили гармонический характер. Какова при этом энергия колебаний тела?
Решение:
Существует важное различие между резиновым шнуром или стальной пружиной. Пружину можно растянуть или сжать, и в обоих случаях соблюдайте закон Гука. Но резиновый шнур невозможно сжать он не подчиняется закону Гука. Таким образом, если мы подвешиваем тело резиновым шнуром, он растягивается на расстояние $mg / \chi$ при достижении равновесной конфигурации. Если мы еще больше растянем его на расстояние $\Delta h$, оно будет выполнять гармонические колебания, когда высвобождается, если $\Delta h \leq mg / \chi$, потому что только в этом случае шнур остается натянутым и подчиняется закону Гука.
Таким образом, $\Delta h_{max} = mg / \chi$
Энергия колебаний в этом случае равна
$\frac{1}{2} \chi ( \Delta h_{max})^{2} = \frac{1}{2} \frac{m^{2}g^{2} }{ \chi}$