Энергия гармонического колебания

Рассмотрим теперь на примере пружинного маятника процессы изменения энергии в гармоническом колебании.

Очевидно, что полная энергия пружинного маятника

.

где кинетическая W _k и потенциальная W _p энергии определяются выражениями:

Поскольку , то выражения для потенциальной энергии можно представить в виде

.

Зависимости от времени кинетической и потенциальной энергии гармонических колебаний показаны на рис. 21.6.

Рис. 21.6

Полная энергия гармонического колебания

(21.13)

не зависит от времени.

Следует обратить внимание на то, что энергия колебаний пропорциональна квадрату их частоты. Эта зависимость находит практическое применение при использовании высокочастотных колебательных процессов для увеличения мощности машин и механизмов без увеличения их размеров и массы (ультразвуковые методы обработки материалов, использование высокочастотных электродвигателей и др.).