Вопрос:

Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе, соединён пружиной со стенкой. Груз немного смещают от положения равновесия вдоль оси пружины и отпускают из состояния покоя, после чего он начинает совершать гармонические колебания, двигаясь вдоль оси пружины, вдоль которой направлена ось Ох. 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.

Ответ:

Анализ данных:

Данные из таблицы:

t, с0,00,20,40,60,81,01,21,41,6
x, см2,01,40,0-1,4-2,0-1,40,01,42,0

1) Период колебаний груза равен 1,6 с.

Наблюдаем, что при \( t=0 \) \( x=2.0 \) см, а при \( t=1.6 \) \( x=2.0 \) см. Это соответствует одному полному колебанию. Следовательно, период \( T = 1.6 \) с. Верно.

2) Частота колебаний груза равна 0,25 Гц.

Частота \( \nu = \frac{1}{T} = \frac{1}{1.6 \text{ с}} = 0.625 \) Гц. Неверно.

3) В момент времени 1,2 с модуль ускорения груза минимален.

В момент времени \( t = 1.2 \) с \( x=0.0 \) см. Это положение равновесия. В положении равновесия ускорение равно нулю, что является минимальным значением модуля ускорения.

(Чтобы убедиться, рассмотрим график. В точках \( t = 0.4 \) и \( t = 0.8 \) \( x \) принимает экстремальные значения, там ускорение максимально. В точке \( t = 1.2 \) \( x = 0 \), что соответствует положению равновесия, где ускорение равно нулю.)

Верно.

4) В момент времени 0,6 с модуль силы, с которой пружина действует на груз, максимален.

В момент времени \( t=0.6 \) с \( x = -1.4 \) см. При \( t=0.8 \) с \( x = -2.0 \) см (амплитуда). В момент времени \( t=0.8 \) с (и \( t=0 \)с) сила максимальна, а в момент времени \( t = 0.6 \) с она меньше максимальной.

Неверно.

5) В момент времени 1,6 с кинетическая энергия груза минимальна.

В момент времени \( t = 1.6 \) с \( x = 2.0 \) см. Это положение максимального смещения (амплитуда). В точках максимального смещения скорость груза равна нулю, следовательно, кинетическая энергия минимальна (равна нулю).

Верно.

Ответ: 1, 3, 5.