ID: 00008633
Пружинный маятник совершает незатухающие гармонические колебания между точками А и В (см. рис.). Точка О соответствует положению равновесия маятника. Как изменяются скорость бруска и потенциальная энергия пружины маятника при переходе из точки В в точку О? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
$B \to O$ — переход из крайнего положения в положение равновесия
Как изменились скорость бруска и потенциальная энергия пружины?
В крайнем положении $B$ маятник остановлен: кинетическая энергия равна нулю, а потенциальная энергия пружины максимальна:
$$E_k^B = 0, \quad E_п^B = E_{п,\max}$$
При переходе из $B$ в положение равновесия $O$ пружина возвращается к нерастянутому состоянию. По закону сохранения механической энергии:
$$E_k + E_п = \text{const}$$
В точке $O$ пружина не растянута, поэтому потенциальная энергия обращается в нуль:
$$E_п^O = 0$$
Вся запасённая потенциальная энергия переходит в кинетическую:
$$E_k^O = E_{п,\max}$$
Скорость бруска в точке $O$ максимальна:
$$v_O = v_{\max}$$
Таким образом, при переходе из $B$ в $O$: скорость увеличивается от нуля до максимального значения, потенциальная энергия пружины уменьшается от максимума до нуля.