Вопрос задан 16.12.2025 в 06:15. Предмет Физика. Спрашивает Минаева Людмила.

Период колебания равен 2. Найдите период изменения потенциальной и кинетической энергии.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Кондратьева Татьяна.

Пусть тело совершает гармонические колебания с периодом T=2T=2. Тогда угловая частота

ω=2πT=2π2=π.\omega=\frac{2\pi}{T}=\frac{2\pi}{2}=\pi.

Для гармонического осциллятора:

x(t)=Acos(ωt+φ),v(t)=Aωsin(ωt+φ).x(t)=A\cos(\omega t+\varphi),\quad v(t)=-A\omega\sin(\omega t+\varphi).

Потенциальная энергия пружины:

U=12kx2    cos2(ωt+φ),U=\tfrac12 kx^2 \;\propto\; \cos^2(\omega t+\varphi),

кинетическая энергия:

K=12mv2    sin2(ωt+φ).K=\tfrac12 m v^2 \;\propto\; \sin^2(\omega t+\varphi).

Функции вида sin2\sin^2 и cos2\cos^2 имеют вдвое большую частоту, чем sin\sin и cos\cos, то есть их период равен

TE=πω.T_E=\frac{\pi}{\omega}.

Подставляя ω=π\omega=\pi, получаем

TE=ππ=1.T_E=\frac{\pi}{\pi}=1.

Следовательно, период изменения как потенциальной, так и кинетической энергии равен 11 (оба «повторяются» дважды за один полный период колебаний T=2T=2).

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос