求摆锤的总振荡能量,该摆锤由悬挂在 2 m 长的不可伸长的螺纹上的质量 1.2 kg 的球组成,摆锤的振荡幅度为 0.025 弧度。下面介绍该问题的解决方案。
摆的振荡总能量由势能和动能组成。摆的势能与其悬点以上的高度有关,由以下公式确定:
Eп = mgh,
其中m是摆的质量,g是重力加速度,h是摆在悬挂点上方的高度。
摆的动能与其速度有关,由以下公式确定:
Ek = mv^2/2,
其中v是摆通过平衡点时的速度。
为了求出摆的总能量,必须确定其在任意时刻的势能和动能并将它们相加。
在该问题中,摆锤的振荡幅度为 0.025 弧度,这意味着摆锤在悬挂点上方的最大高度为 h = L(1-cos(α)),其中 L 为螺纹长度,α是摆的振荡幅度。代入已知值,我们得到:
h = 2(1-cos(0,025)) ≈ 0,000313 м。
摆锤轨迹的最高点对应于摆锤的最小速度,最低点对应于最大速度。当经过平衡点时,摆的速度为零。因此,摆的最大速度等于轨迹最高点的速度。
摆锤的最大速度由以下公式确定:
v = √(2gh),
其中 h 是摆锤高于悬挂点的最大高度。
代入已知值,我们得到:
v = √(2×9.81×0.000313) ≈ 0.056 m/s。
因此,摆的最大动能为:
Ek = (1,2×0,056^2)/2 ≈ 0,022 J。
摆的总能量是其势能和动能之和,即:
E = Eп + Ek = mgh + (mv^2/2)。
代入已知值,我们得到:
E = 1.2×9.81×0.000313 + (1.2×0.056^2)/2 ≈ 0.040 J。
因此,摆锤振荡的总能量约为 0.040 J。
产品描述:
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该产品详细解决了求摆锤振动总能量的问题,该摆锤由一个重 1.2 kg 的球组成,悬挂在一根 2 m 长的不可伸长的螺纹上。该问题还表明了摆锤的振动幅度,即等于 0.025 弧度。
给出了问题的解答,简要记录了解答时所使用的条件、公式和定律、计算公式的推导和答案。如果您对解决方案有任何疑问,我们的团队将帮助您解决问题。
通过购买这款数字产品,您将获得一个独特的机会来加深您在物理领域的知识并成功解决该主题的问题。
该产品是针对物理主题问题的数字解决方案,即求出由悬挂在 2 m 长的不可延伸螺纹上的重 1.2 kg 的球组成的摆的振荡总能量,以及摆的振荡幅度0.025 弧度。给出了问题的解答,简要记录了解答时所使用的条件、公式和定律、计算公式的推导和答案。
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该产品是计算摆锤振荡总能量的任务。摆锤由一个重 1.2 公斤的球组成,悬挂在一根 2 米长的不可拉伸的线上。摆锤振荡的幅度为 0.025 弧度。
要计算摆的振荡总能量,需要使用力学定律。当钟摆摆动时,势能转化为动能,反之亦然。摆的振荡总能量是势能和动能之和。
对于给定的摆,势能通过以下公式计算:
Ep=mgh
其中m是球的质量,g是重力加速度,h是球从平衡位置上升的高度。
摆的动能由以下公式计算:
Ek = (mv^2)/2
其中 m 是球的质量,v 是给定高度下球的速度。
摆的振荡总能量等于势能和动能之和。
摆锤总振荡能量的计算公式为:
E = Ep + Ek = mgh + (mv^2)/2
对于给定的摆,球的质量为 m = 1.2 kg,重力加速度为 g = 9.81 m/s^2,振荡幅度为 θ = 0.025 弧度。
球距平衡位置的提升高度 h 可使用以下公式计算:
h = L(1 - cosθ)
其中 L 是摆线的长度。
因此,对于给定的摆:
h = 2(1 - cos(0.025)) ≈ 0.000312 м
球在给定高度的速度可以使用以下公式计算:
v = √(2gh)
因此,对于给定的摆:
v = √(2×9.81×0.000312) ≈ 0.056 m/s
将得到的值代入总能量的公式中,我们得到:
E = mgh + (mv^2)/2 = 1.2×9.81×0.000312 + (1.2×0.056^2)/2 ≈ 0.007 J
因此,摆锤振荡的总能量约为 0.007 J。
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