Груз изображённого на рисунке пружинного маятника оттянули в положение 3 от положения равновесия и отпустили с начальной скоростью, равной нулю. Груз начал совершать гармонические колебания между точками 1 и 3. На графиках А и Б показано изменение физических величин, характеризующих движение груза. -- период колебаний.
Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение:
В момент груз оттянут в крайнее правое положение 3, следовательно, его начальная координата максимальна и положительна (), а начальная скорость равна нулю (). Уравнение движения груза имеет вид:
Проверим все физические величины:
-
Координата : график представляет собой косинусоиду, начинающуюся с положительного максимума (), тогда как графики А и Б начинаются из нуля. Этой величины среди графиков А и Б нет.

-
Проекция скорости : определяется производной координаты по времени: В начальный момент скорость равна нулю, затем тело начинает двигаться влево (против оси ), то есть . График представляет собой перевёрнутую синусоиду с периодом , что точно соответствует графику Б.
-
Кинетическая энергия : Величина неотрицательна (), стартует из нуля при , достигает максимума дважды за период (при прохождении положения равновесия) и не может принимать отрицательных значений. Это полностью соответствует графику А.
-
Потенциальная энергия : Поскольку в начальный момент пружина максимально растянута, потенциальная энергия стартует из максимума, поэтому данный вариант не подходит ни для одного из графиков.
