
Математический маятник представляет собой тяжёлый шарик, подвешенный на нерастяжимой нити длиной 1 м. Этот маятник совершает малые свободные колебания так, что нить всё время находится в одной вертикальной плоскости и отклоняется от вертикали на максимальный угол 3°. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующих движение маятника.
1) Ускорение шарика всегда направлено вдоль его нити.
2) Ускорение шарика постоянно по модулю.
3) Период колебаний маятника равен примерно 2 с.
4) Угол между вектором скорости шарика и горизонтом не может быть больше 3°.
5) Модуль скорости шарика может быть больше 25 см/с.
1. Неверно. При колебаниях возвращающая сила направлена к положению равновесия. Следовательно, ускорение также направлено к положению равновесия и только в этой точке оно направлено вдоль нити.
2. Неверно. При колебаниях вектор ускорения меняется и по модулю, и по направлению.
3. Верно. Период колебаний математического маятника рассчитывается по формуле
4. Верно. Вектор скорости направлен по касательной к траектории, в крайних точках скорость равна 0. Из соображений геометрии угол между горизонтом и вектором скорости не может быть больше 3°.
5. Неверно. Максимальная скорость определяется формулой
Ответ: 34.