Математический маятник с частотой свободных колебаний 0,5 Гц отклонили на небольшой угол
от положения равновесия в положение 1 и отпустили
из состояния покоя (см. рисунок). Сопротивлением воздуха пренебречь. Потенциальная энергия маятника отсчитывается от положения равновесия. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие процесс колебаний маятника.
Задание проверяет свойства свободных колебаний и сохранение механической энергии; период T = 1/ν = 1/0,5 = 2 с.
1 — неверно: при движении от крайнего положения 3 к положению равновесия 2 скорость возрастает, поэтому натяжение нити F = mg cos α + mv²/l увеличивается.
2 — неверно: потенциальная энергия максимальна уже в начальный момент, а следующий максимум наступает через T/2 = 1 с.
3 — неверно: первое возвращение в положение 1 происходит через полный период, то есть через 2 с.
4 — верно: кинетическая энергия впервые максимальна при прохождении положения равновесия через T/4 = 0,5 с.
5 — верно: сопротивления нет, сила натяжения работы не совершает, поэтому полная механическая энергия сохраняется.
Ответ: 45.