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
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.