ID: 00001613
Шарик массой 0,3 кг совершает колебания на длинной лёгкой нерастяжимой нити. Максимальная потенциальная энергия шарика в поле тяжести, если отсчитывать её от положения равновесия, равна 0,6 Дж. Определите максимальную скорость шарика в процессе колебаний.
Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ дайте в м/c.
Источник: Сборник «Отличный Результат 2026»
$m = 0{,}3$ кг
$E_{\text{п}}^{\max} = 0{,}6$ Дж (от положения равновесия)
$v$ — максимальную скорость шарика
Шарик качается на нити, и энергия всё время перетекает туда-сюда: в крайней точке он замер высоко — вся энергия потенциальная; внизу, в положении равновесия, он летит быстрее всего — вся энергия стала кинетической. Полная энергия при этом сохраняется, поэтому наибольшая потенциальная энергия равна наибольшей кинетической:
$$E_{\text{п}} = \frac{mv^2}{2}.$$
Выразим отсюда максимальную скорость и подставим числа:
$$v = \sqrt{\frac{2E_{\text{п}}}{m}} = \sqrt{\frac{2 \cdot 0{,}6}{0{,}3}} = \sqrt{4} = 2 \text{ м/с}.$$
2 м/с