В таблице представлены данные о положении шарика, прикреплённого к пружине и совершающего незатухающие колебания вдоль горизонтальной оси , в различные моменты времени:
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения относительно движения шарика:
-
Потенциальная энергия пружины в момент времени 1,0 с максимальна.
-
Период колебаний шарика равен 4,0 с.
-
Кинетическая энергия шарика в момент времени 2,0 с минимальна.
-
Амплитуда колебаний шарика равна 30 мм.
-
Полная механическая энергия маятника, состоящего из шарика и пружины, в момент времени 3,0 с минимальна.
Решение:
- Потенциальная энергия пружины максимальна при максимальном отклонении шарика от положения равновесия. В момент времени 1,0 с мм — максимальное значение, значит, утверждение 1 верно.
- 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 2 верно.
- Кинетическая энергия минимальна в крайних положениях, где скорость равна нулю. В момент времени 2,0 с мм — положение равновесия, где скорость максимальна, значит, кинетическая энергия максимальна, а не минимальна. Утверждение 3 неверно.
- Амплитуда колебаний — максимальное отклонение от положения равновесия, равное 15 мм. Утверждение 4 неверно.
- Полная механическая энергия при незатухающих колебаниях остаётся постоянной, не может быть минимальной в какой-то момент. Утверждение 5 неверно.
Ответ:
12