В таблице представлены данные о положении шарика, прикреплённого к пружине и колеблющегося вдоль горизонтальной оси , в различные моменты времени:
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения относительно движения шарика:
-
Потенциальная энергия пружины в момент времени 2,0 с максимальна.
-
Период колебаний шарика равен 4,0 с.
-
Кинетическая энергия шарика в момент времени 1,0 с минимальна.
-
Амплитуда колебаний шарика равна 30 мм.
-
Полная механическая энергия маятника, состоящего из шарика и пружины, в момент времени 2,0 с минимальна.
Решение:
- 1. Потенциальная энергия пружины максимальна, когда модуль смещения максимален. В момент с мм, то есть шарик проходит через положение равновесия, где потенциальная энергия минимальна. Утверждение неверно.
- 2. В начальный момент времени шарик проходит положение равновесия (), а в момент снова оказывается в положении равновесия, совершив половину полного колебания. Значит, полупериод равен , а полный период колебаний . Утверждение верно.
- 3. Кинетическая энергия минимальна в точках максимального отклонения (где скорость равна нулю). В момент с мм — максимальное отклонение, значит, кинетическая энергия минимальна. Утверждение верно.
- 4. Амплитуда — максимальное по модулю смещение от положения равновесия. По таблице мм. Утверждение неверно.
- 5. Полная механическая энергия при незатухающих колебаниях постоянна, не может быть минимальной в какой-то момент. Утверждение неверно.
Ответ:
23