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単振動におけるエネルギー

CoddyのPhysicsジャーニー「力学」セクションの一部。レッスン 82/94。

全エネルギーは一定で、ばねとブロックの間で分配されます:

½kx² + ½mv² = ½kA²

位置 x が −A から A まで変化する振動子のエネルギー:弾性エネルギーは U 字型の曲線で、0 ではゼロ、両端で最大になる。運動エネルギーは逆さの U 字型で、0 で最大、両端でゼロになる。それらの和は水平な線で、全エネルギーを表す

弾性エネルギーと運動エネルギーの和は、どの位置でも同じです。

x = ±Aでは、すべて弾性エネルギーで、ブロックは停止します。x = 0では、すべて運動エネルギーで、速度は最大になります。

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チャレンジ

0.2 kg のブロックが、ばね定数 k = 80 N/m のばね上で振動し、全エネルギーは 2.5 J です。x = 0.15 m を通過するときの速さ v を求めてください。

自分で試してみよう

quiz icon腕試し

このレッスンには短いクイズがあります。レッスンを始めて解答し、進捗を記録しましょう。

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