§ КВ Механическая энергия свободных колебаний
Что можно сказать о механической энергии колеблющегося маятника в любой момент времени, если допустить, что потерь энергии нет? Согласно какому закону это можно утверждать?
Решение
Механическая энергия маятника складывается из потенциальной энергии и кинетической энергии: . В крайнем положении скорость равна нулю, поэтому кинетическая энергия равна нулю, а потенциальная наибольшая. При движении к равновесию часть потенциальной энергии превращается в кинетическую. В положении равновесия скорость и кинетическая энергия наибольшие, а потенциальная энергия пружинного маятника, отсчитанная от этого положения, равна нулю.
Если трение и сопротивление отсутствуют, энергия не расходуется на нагревание и работу против внешних сил. Поэтому по закону сохранения механической энергии из § сумма в каждый момент одинакова и равна первоначальному запасу энергии. Меняется только доля каждого вида энергии, но не их сумма.
Ответ
При отсутствии потерь по закону сохранения механической энергии.
