Opis
Korepetycje z energii w ruchu drgającym rozpoczniemy od przypomnienia rodzajów energii mechanicznej. Pamiętasz, że energia kinetyczna zależy od prędkości ciała, potencjalna grawitacji – od położenia względem źródła siły, potencjalna sprężystości – od wielkości zmiany wymiarów materiału sprężystego.
Gdy obserwujesz ruch drgający, to widzisz, że zmienia się prędkość drgającego obiektu. Zatem zmienia się również energia kinetyczna. Przypomnij sobie zasadę zachowania energii mechanicznej. Skoro maleje, lub rośnie energia kinetyczna, to musi się zmieniać także energia potencjalna.
Zauważamy, że w chwili największego wychylenia zmienia się zwrot prędkości. To ważna obserwacja. W tym momencie prędkość osiąga wartość zerową. Oczywiście, to samo dotyczy energii kinetycznej. Opierając się o zasadę zachowania energii mechanicznej dochodzimy do wniosku, że energia potencjalna osiąga wartość największą w całym ruchu.
Umiemy obliczyć energię potencjalną sprężystości. Nie zapominamy, że w chwili największego wychylenia energia kinetyczna ma wartość zerową. Zatem energia mechaniczna musi być równa maksymalnej wartości energii potencjalnej. Podobne rozumowanie, prowadzi nas do wniosku o maksymalnej energii kinetycznej w punkcie równowagi.
Korepetycje z energii w ruchu drgającym, w głównej mierze, skupią się na sile sprężystości. Przykład obciążonej na końcu probówki, zanurzonej w cieczy, pokazuje, że zasada zachowania pozwala opisywać przemiany energii również w innych przypadkach.
Znajomość przemian energii w ruchu drgającym ugruntujemy rozwiązując zadania.
