Грузик массой 0,8 кг идеального математического маятника длиной 4 м во время колебаний имеет максимальную скорость 0,3 м/с. Определи полную механическую энергию данного маятника (в джоулях). Выбери и отметь среди предложенных ответ, наиболее близкий к правильному.

0,036
4,012
10,667
0,24

Правильный ответ: 0,036 Дж.

Решение:

Дано:

• Масса грузика: $m = 0{,}8$ кг.

• Длина маятника: $l = 4$ м.

• Максимальная скорость: $v_{\max} = 0{,}3$ м/с.

Найти: полную механическую энергию маятника $E$.

Полная механическая энергия математического маятника равна сумме кинетической и потенциальной энергий:

По закону сохранения механической энергии полная энергия маятника остаётся постоянной.

В нижней точке траектории скорость грузика максимальна, а потенциальная энергия минимальна. Если принять потенциальную энергию в этой точке за ноль, то полная механическая энергия равна максимальной кинетической энергии:

Подставим значения:

Длина маятника в данном расчёте не требуется, поскольку известна максимальная скорость грузика.

Ответ: 0,036 Дж (первый вариант).