5. Механика: анализ физических процессов: #201594
Груз массой $m$, соединенный с пружиной жесткостью $k$, совершает гармонические колебания вдоль горизонтальной оси $Ox$ на гладком столе. В таблице приведены значения координаты $x$ груза в различные моменты времени $t.$ Выберите все верные утверждения.
УТВЕРЖДЕНИЯ:
$1.$ В момент $0.8\,\text{с}$ модуль ускорения груза минимален.
$2.$ Период колебаний равен $1.6\,\text{с}.$
$3.$ Частота колебаний равна $0.25\,\text{Гц}.$
$4.$ В момент $0.4\,\text{с}$ кинетическая энергия груза максимальна.
$5.$ Модули сил упругости в моменты $0.2\,\text{с}$ и $0.8\,\text{с}$ равны.
$1.$ Ускорение в $t=0.8\,\text{с}$:
В крайней точке ($x=-4.0\,\text{см}$) ускорение максимально: $a_{max} = \omega^2A.$
Утверждение $1$ неверно.
$2.$ Период колебаний:
Полный цикл завершается за $1.6\,\text{с}$ (возврат в исходную точку).
Утверждение $2$ верно.
$3.$ Частота колебаний:
$$\nu = \frac{1}{T} = \frac{1}{1.6} = 0.625\,\text{Гц}$$ Утверждение $3$ неверно.
$4.$ Кинетическая энергия:
В $t=0.4\,\text{с}$ $ (x=0) $ скорость максимальна $\Rightarrow E_k = E_{k\,max}.$
Утверждение $4$ верно.
$5.$ Силы упругости:
По закону Гука $F = -kx.$
В $t=0.2\,\text{с}$: $F = -k \cdot 2.8\,\text{см}.$
В $t=0.8\,\text{с}$: $F = -k \cdot (-4.0\,\text{cm}) = k \cdot 4.0\,\text{см}.$
Модули сил различны $(2.8k \neq 4.0k).$
Утверждение $5$ неверно.