竖直的弹簧振子能量

为什么竖直方向上弹簧振子能量守恒(不记空气阻力),在最高点与最低点时动能都为0,弹性势能相等,可重

没有空气阻力的理想情境下,系统总能量仅由弹性势能、动能和重力势能构成。
在运动的最低点,物体处于水平高度零点且速度为零,因此重力势能和动能均为零,此时弹性势能达到最大值。
随着弹簧开始释放,物体将获得向上的速度并使水平高度上升,弹性势能逐渐转化为重力势能和动能。
当弹性势能与重力势能相等时,弹力和重力的相互作用会导致物体短暂高于其平衡位置,此时物体达到最高点,速度归零,重力势能最大,而动能再次变为零。

关于弹簧振子能量守恒公式

调整弹簧振子的初始位置,原本不守恒的系统将实现守恒。
对于简谐振动,普遍适用的能量守恒公式为1 /2 mv^2 + 1 /2 kx^2 = C,其中m和k为等效质量与等效弹性系数,而v代表位置x的时间导数。
在高中物理的视角下,分析竖直平面内的振动时,重力被视为常数。
因此,竖直方向上的速度v和位移x均受到重力作用,且这种作用遵循特定的比例关系。
通过调整弹簧振子的零点,可以确保系统达到能量守恒状态。