ID: 00025384
В таблице представлены данные о положении шарика, прикреплённого к пружине и колеблющегося вдоль горизонтальной оси Ox, в различные моменты времени.
Из приведённого ниже списка выберите два верных утверждения о характере движения тела.
1) Потенциальная энергия пружины в момент времени 2,0 с максимальна.
2) Период колебаний шарика равен 4,0 с.
3) Кинетическая энергия шарика в момент времени 1,0 с минимальна.
4) Амплитуда колебаний шарика равна 30 мм.
5) Полная механическая энергия маятника, состоящего из шарика и пружины, в момент времени 3,0 с минимальна.
Источник: ФИПИ
Та же самая таблица «время — координата», что и в похожей задаче про шарик на пружине: координата гуляет от -15 до 15 мм.
Амплитуда — максимальное отклонение от нуля, то есть A=15 мм, а не 30 мм. Утверждение 4 неверно.
Полный цикл (ноль → максимум 15 мм при t=1{,}0 с → ноль при t=2{,}0 с → минимум -15 мм при t=3{,}0 с → ноль) укладывается в 4{,}0 с — это период T=4{,}0 с. Утверждение 2 верно.
В момент t=2{,}0 с координата x=0 — это положение равновесия, где пружина не деформирована, а значит потенциальная энергия минимальна, а не максимальна. Утверждение 1 неверно.
В момент t=1{,}0 с шарик в крайней точке (x=15 мм) — скорость там равна нулю, поэтому кинетическая энергия минимальна (равна нулю). Утверждение 3 верно.
Колебания и трения в условии не описаны как затухающие, но полная механическая энергия у идеального осциллятора постоянна всё время — она не «минимальна» именно в момент 3{,}0 с, а одинакова в любой момент. Утверждение 5 неверно.
Верны утверждения 2 и 3.