Тип 6 № 11846 
Механика. Установление соответствия, часть 1
i
На рисунке изображен пружинный маятник и обозначено его положение равновесия (ПР). В момент времени t0 = 0 груз маятника начинает совершать гармонические колебания, стартуя без начальной скорости из точки с координатой x.
Установите соответствие между графиками, изображенными на следующих рисунках, и физическими величинами, зависимости которых от времени t эти графики представляют. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ГРАФИК
А) 
Б) 
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
1) кинетическая энергия шарика
2) модуль скорости шарика
3) модуль смещения шарика
4) потенциальная энергия пружины
Решение. В начальный момент времени скорость шарика, а соответственно, и его кинетическая энергия равны нулю, поэтому приведенные графики не могут являться ни графиком модуля скорости шарика, ни графиком кинетической энергии шарика.
Смещение шарика изменяется по гармоническому закону:
но при этом зависимость модуля смещения шарика будет представлять собой косинусоиду, отрицательная часть которой отражена относительно оси времени.
Потенциальная энергия пружины квадратично зависит от смещения:
Из приведенной формулы видно, что период колебаний потенциальной энергии в два раза меньше периода колебаний смещения шарика.
Заметим, что на втором графике величина изменяется гармонически, следовательно, это потенциальная энергия пружины. Второй график представляет собой косинусоиду с отраженной отрицательной частью, следовательно, это график модуля смещения шарика.
Ответ: 34.
Ответ: 34