Wahadło sprężynowe - przemiany energii
Wahadło sprężynowe to układ, w którym ciężarek zawieszony na sprężynie wykonuje ruch drgający. Podczas tego ruchu nieustannie zachodzą przemiany między energią kinetyczną a różnymi formami energii potencjalnej.
W najwyższym położeniu ciężarka energia potencjalna grawitacyjna (Epg) jest maksymalna, a energia kinetyczna (Ek) równa zero. W tym momencie sprężyna może być rozciągnięta lub ściśnięta, co wiąże się z energią potencjalną sprężystości (Eps).
Kiedy ciężarek przechodzi przez położenie równowagi, energia kinetyczna osiąga maksimum, a energia potencjalna grawitacyjna minimum. Siła grawitacji (Fg) i siła sprężystości (Fs) działają na ciężarek, zawsze dążąc do przywrócenia go do położenia równowagi.
💡 Warto zapamiętać! Całkowita energia mechaniczna wahadła podczas ruchu drgającego jest zawsze stała zgodnie z zasadą zachowania energii.
Okres drgań wahadła sprężynowego jest określony wzorem: T = 2π√(m/k), gdzie m to masa ciężarka, a k to współczynnik sprężystości. Zauważ, że im większa masa ciężarka, tym dłuższy okres drgań, a im większy współczynnik sprężystości, tym okres krótszy.