Номер 2, страница 42 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 2. Механические колебания и волны. Звук. Самостоятельные работы. СР-31. Гармонические колебания. Вариант 2 - номер 2, страница 42.

Условие.

2. На рисунке 63 изображён процесс колебаний математического маятника. В каких положениях колеблющегося тела его скорость равна нулю?

Рис. 63

Решение.

Решение

На рисунке изображены различные положения математического маятника в процессе колебаний. Колебания маятника представляют собой процесс периодического превращения энергии: потенциальная энергия переходит в кинетическую и обратно.

В крайних точках траектории, которые соответствуют максимальному отклонению от положения равновесия (положения 1 и 7), маятник на мгновение останавливается, чтобы изменить направление своего движения. В эти моменты его скорость становится равной нулю. В этих точках потенциальная энергия маятника максимальна, а кинетическая энергия, которая определяется по формуле $E_к = \frac{mv^2}{2}$, равна нулю. Следовательно, скорость $\text{v}$ в этих точках также равна нулю ($v=0$).

В положении равновесия (положение 4), маятник движется с максимальной скоростью. В этом положении его кинетическая энергия максимальна, а потенциальная – минимальна (если принять этот уровень за нулевой).

Таким образом, для ответа на вопрос необходимо найти крайние положения маятника на рисунке.

Ответ: Скорость колеблющегося тела равна нулю в положениях 1 и 7.