W którym momencie drgający punkt materialny ma energię kinetyczną równą potencjalnej? Jakie jest wtedy wychylenie punktu?

W którym momencie drgający punkt materialny ma energię kinetyczną równą potencjalnej? Jakie jest wtedy wychylenie punktu?
Odpowiedź

W ruchu drgającym ciała o masie m i amplitudzie drgań A , energie te zależą od czasu t  w następujący sposób (ω - częstość drgań) :   Ep = 0.5·m·ω²·A²·sin²(ω·t)              i              Ek = 0.5·m·ω²·A²·cos²(ω·t)   Dlatego Ep = Ek wtedy gdy: sin²(ω·t) = cos²(ω·t) cos²(ω·t) - sin²(ω·t) = 0                        ( z zależności: cos2α = cos²α - sin²α ) cos(2·ω·t) = 0   Jeśli ograniczymy się tylko do pierwszej ćwiartki drgań  (później sytuacja się powtarza w tych samych miejscach)  to: 2·ω·t = π/2 t = π/(4·ω)             ω = 2·π/T t = π/(8·π/T) t = T/8   Wychylenie x w tym momencie: x = A·sin(ω·t) = A·sin(2·π·t/T) = A·sin(2·π·(T/8)/T) = A·sin(π/4) = A·√2/2 x ≈ 0.707·A

Dodaj swoją odpowiedź