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振動する質量密度システムの場合の総エネルギーとは何ですか?

振動する質量吸引システムの総エネルギーは、その運動エネルギーの合計です およびポテンシャルエネルギー

これが故障です:

* 運動エネルギー(KE): これが運動のエネルギーです。 速度(v)で振動する質量(m)の場合、次のように計算されます。

ke =(1/2) * m *v²

* ポテンシャルエネルギー(PE): これは、質量の位置のために保存されているエネルギーです。春には、ポテンシャルエネルギーは、スプリングの平衡位置から伸縮または圧縮される量に関連しています。スプリング定数(k)が距離(x)によって伸びまたは圧縮されたスプリングのポテンシャルエネルギー(PE)は次のとおりです。

PE =(1/2) * k *x²

総エネルギー(e):

システムの総エネルギーは、振動全体を通して一定のままです。これは、エネルギーが運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの間で継続的に変換されるためです。質量が最大変位(振幅)にある場合、その速度はゼロであるため、すべてのエネルギーが潜在的になります。質量が平衡位置を通過すると、その変位はゼロであるため、すべてのエネルギーは動的です。

したがって、総エネルギーは次のとおりです。

e =ke + pe =(1/2) * m *v² +(1/2) * k *x²

重要なメモ:

* エネルギーの保存: 理想的なシステム(摩擦やエネルギーの損失はありません)では、総エネルギーは一定のままです。

* 振幅: 総エネルギーは、振動の振幅の平方に直接比例します。 振幅が大きくなると、春に保存されているポテンシャルエネルギーが増えます。

* 周波数: 振動の頻度は、総エネルギーに影響しません。

* フェーズ: 総エネルギーは、振動の位相に依存しません。

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