ID: 00012727
Груз, привязанный к нити, в момент времени t = 0 вышел с начальной скоростью v0 из состояния равновесия (см. рисунок). На графиках А и Б показано изменение физических величин, характеризующих движение груза после этого. Т — период колебаний. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. Потенциальную энергию принять равной нулю в положении равновесия груза.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
1) координата груза х
2) проекция vx скорости груза
3) кинетическая энергия груза Ек
4) потенциальная энергия груза Еп
Источник: ФИПИ
Груз стартует из положения равновесия ($x = 0$) с ненулевой скоростью, значит движется против оси $x$:
$$x(t) = -x_0 \sin(\omega t)$$
— синусоида, начинающаяся с нуля и уходящая в отрицательную сторону. За один период возвращается в ноль. Это График Б (синусоида через ноль). Потенциальная энергия маятника:
$$E_p = mgH = mgL(1 - \cos\alpha)$$
она пропорциональна $x^2$, то есть $E_p \propto \sin^2(\omega t)$. Минимум в $t = 0$, максимум на четверти периода. График похож на косинус в квадрате, но начинается с нуля — это График А (нижнее начало, периодические горбы). Проекция скорости $v_x$ — убывающий косинус с отрицательной амплитудой, кинетическая энергия — косинус в квадрате с максимумом в $t=0$. Ни того ни другого в вариантах нет.