Zadanie 10.5.16: Wykresy energii w wahadle matematycznym
- Punkty
- 4 pkt
- Dział
- Ruch drgający · Energia w ruchu harmonicznym
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Dane na wykresie opisują energię potencjalną wahadła matematycznego, gdy ciężarek rozpoczyna ruch z maksymalnego wychylenia:
```chart
{
"xAxis": { "label": "t [s]" },
"yAxis": { "label": "Ep [J]" },
"lines": [
{"x": 0, "y": 1.0},
{"x": 0.5, "y": 0.75},
{"x": 1.0, "y": 0.25},
{"x": 1.55, "y": 0.0},
{"x": 2.1, "y": 0.25},
{"x": 2.6, "y": 0.75},
{"x": 3.1, "y": 1.0},
{"x": 3.6, "y": 0.75},
{"x": 4.1, "y": 0.25},
{"x": 4.65, "y": 0.0},
{"x": 5.2, "y": 0.25},
{"x": 5.7, "y": 0.75},
{"x": 6.2, "y": 1.0}
]
}
```
Narysuj w tym samym układzie wykres . Następnie oceń zdania:
| Nr | Stwierdzenie | P/F |
|---|---|---|
| 1 | Okres zmian wynosi ok. , a okres drgań ok. . | |
| 2 | Energia kinetyczna ma jednakowe minimum w chwilach i . | |
| 3 | Energia całkowita zależy od czasu. | |
| 4 | W chwili ciężarek ma . | |
Treść zadania
Dane na wykresie opisują energię potencjalną wahadła matematycznego, gdy ciężarek rozpoczyna ruch z maksymalnego wychylenia. Pomiń opory ruchu:
```chart
{
"xAxis": { "label": "t [s]" },
"yAxis": { "label": "Ep [J]" },
"lines": [
{"x": 0, "y": 1.0},
{"x": 0.5, "y": 0.75},
{"x": 1.0, "y": 0.25},
{"x": 1.55, "y": 0.0},
{"x": 2.1, "y": 0.25},
{"x": 2.6, "y": 0.75},
{"x": 3.1, "y": 1.0},
{"x": 3.6, "y": 0.75},
{"x": 4.1, "y": 0.25},
{"x": 4.65, "y": 0.0},
{"x": 5.2, "y": 0.25},
{"x": 5.7, "y": 0.75},
{"x": 6.2, "y": 1.0}
]
}
```
Narysuj w tym samym układzie wykres . Następnie oceń zdania:
| Nr | Stwierdzenie | P/F |
|---|---|---|
| 1 | Okres zmian wynosi ok. , a okres drgań ok. . | |
| 2 | Energia kinetyczna ma jednakowe minimum w chwilach i . | |
| 3 | Energia całkowita zależy od czasu. | |
| 4 | W chwili ciężarek ma . | |
Odpowiedź i wynik końcowy
1. P, 2. F, 3. F, 4. F
Wykres : odwrócona sinusoida z przesunięciem fazowym o pół okresu energii (), z minimami w chwilach oraz maksimami w chwilach .
Wykres (odbicie wykresu względem poziomu ):
```chart
{
"xAxis": {
"label": "t [s]"
},
"yAxis": {
"label": "Ek [J]"
},
"lines": [
{
"points": [
{
"x": 0,
"y": 0
},
{
"x": 0.5,
"y": 0.25
},
{
"x": 1,
"y": 0.75
},
{
"x": 1.55,
"y": 1
},
{
"x": 2.1,
"y": 0.75
},
{
"x": 2.6,
"y": 0.25
},
{
"x": 3.1,
"y": 0
},
{
"x": 3.6,
"y": 0.25
},
{
"x": 4.1,
"y": 0.75
},
{
"x": 4.65,
"y": 1
},
{
"x": 5.2,
"y": 0.75
},
{
"x": 5.7,
"y": 0.25
},
{
"x": 6.2,
"y": 0
}
]
}
]
}
```