Гармонические колебания груза
Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе, соединён горизонтальной пружиной с вертикальной стенкой. Груз немного смещают от положения равновесия и отпускают из состояния покоя, после чего он начинает колебаться, двигаясь вдоль оси пружины, параллельно которой направлена ось $Ox$. В таблице приведены значения координаты груза $x$ в различные моменты времени $t$. Погрешность измерения координаты равна $0{,}1$ см, времени — $0{,}1$ с.
| Величина | 0,0 с | 0,2 с | 0,4 с | 0,6 с | 0,8 с | 1,0 с | 1,2 с |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| $x$, см | 4,0 | 2,8 | 0,0 | −2,8 | −4,0 | −2,8 | 0,0 |
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе, соединён горизонтальной пружиной с вертикальной стенкой. Груз немного смещают от положения равновесия и отпускают из состояния покоя, после чего он начинает колебаться, двигаясь вдоль оси пружины, параллельно которой направлена ось Ox. В таблице приведены значения координаты груза х в различные моменты времени t. Выберите все верные утверждения о результатах этого опыта на основании данных, содержащихся в таблице. Погрешность измерения координаты равна 0,1 см, времени – 0,1 с.
| |||||||||||||||||
|
Выберите все подходящие варианты — в банке их обычно два или три.
1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Сравните моменты, когда груз находится в крайних положениях и в положении равновесия.
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Период — время между двумя соседними одинаковыми состояниями. Для пружинного маятника $a=-\omega^2x$, а потенциальная энергия пружины пропорциональна $x^2$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Из таблицы: от $x=4{,}0$ см до $x=-4{,}0$ см проходит $0{,}8$ с, то есть половина периода. Поэтому $T=1{,}6$ с, $\nu=1/T=0{,}625$ Гц. При $x=0$ энергия и сила пружины минимальны, а при $x=-4{,}0$ см ускорение максимально направлено в положительную сторону.