Маленький шарик прикреплен к одному концу невесомой пружины. Другой конец пружины закреплен на потолке. Шарик совершает гармонические колебания вдоль вертикали. На рисунках изображены графики зависимостей от времени t координаты x шарика и проекции его скорости V на вертикаль. Ось х направлена вертикально вниз.
Выберите все верные утверждения на основании анализа представленных графиков.
1. Период колебаний шарика равен 3π с.
2. Шарик будет находиться в точке с координатой 0 см в момент времени t = 0,75π с.
3. Ускорение шарика равно нулю в момент времени t = 3π с.
4. Кинетическая энергия шарика в момент времени t = 1,5π с равна нулю.
5. Потенциальная энергия пружины в момент времени t = 6π c достигает максимума.
1. Из графиков находим амплитуду координаты (в данном графике положение равновесия пружины будет находиться в координате 1 см; следовательно, амплитуду колебаний отсчитываем не от 0, а от 1) и амплитуду скорости
Они связаны соотношением
откуда:
2. 0,75π составляет четверть периода, значит, в этот момент шарик проходит положение равновесия с координатой 1 см.
3. В момент времени 3π, то есть через период, отклонение шарика от положения равновесия максимально, значит, его ускорение по модулю тоже максимально и не равно нулю.
4. В момент времени 1,5π, то есть через половину периода, отклонение шарика от положения равновесия максимально, его скорость и кинетическая энергия равны нулю.
5. В момент времени 6π, то есть через два периода, отклонение шарика от положения равновесия максимально, следовательно, деформация пружины максимальна, вследствие чего и потенциальная энергия пружины максимальна.
Ответ: 145.

