15.4
평형 상태에서 마찰이 없는 표면에서 힘 상수 k를 가진 스프링에 부착된 질량 m 블록을 고려하십시오.
블록이 변위될 때 초기 위치에서 최종 위치까지 변위를 따라 스프링의 힘에 의해 수행되는 작업은 변위에 비해 스프링에 저장된 위치 에너지의 양과 같습니다. 이것을 탄성 위치 에너지라고 합니다.
해제되면 블록은 간단한 조화 운동을 겪습니다. 앞뒤로 움직이는 데 필요한 에너지를 평행 이동 운동 에너지라고 하며 속도와 질량의 제곱에 정비례합니다.
진동하는 동안 두 에너지는 지속적으로 상호 작용하며 정현파 파형으로 표시됩니다. 탄성 위치 에너지는 최대 변위에서 최대이고 평행 운동 에너지는 평형 위치에서 최대입니다.
다른 위치에서 블록은 서로 다른 운동 및 위치 에너지 값을 가지며 그 합은 시스템의 총 에너지와 같습니다.
따라서 시스템의 총 에너지는 평행 이동 운동 에너지와 탄성 위치 에너지 사이에서 진동하기 때문에 일정하고 보존된 상태로 유지됩니다.
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