Question

При свободных гармонических колебаниях маятника скорость : 1 ) не зависит от первоначально запасенной в системе потенциальной энергии; 2 ) прямо пропорциональна квадрату времени; 3 ) линейно убывает со временем; 4) изменяется по гармоническому закону,.

Answer 1

4) Изменяется по гармоническому закону

===============

Answer 2

При свободных гармонических колебаниях маятника скорость подчиняется следующим закономерностям:

1. Не зависит от первоначально запасенной в системе потенциальной энергии: При гармонических колебаниях потенциальная энергия переходит в кинетическую и наоборот. В точке равновесия (нижней точке) всю потенциальную энергию превращают в кинетическую, и наоборот, в точке максимального отклонения (верхней точке) - всю кинетическую в потенциальную. Скорость маятника в различные моменты времени зависит от распределения энергии между потенциальной и кинетической, но не от её общей величины.

2. Прямо пропорциональна квадрату времени: Формула для периода гармонических колебаний маятника связана со скоростью следующим образом: \( T = 2\pi\sqrt{\frac{L}{g}} \), где \( T \) - период колебаний, \( L \) - длина маятника, \( g \) - ускорение свободного падения. Из этой формулы видно, что период зависит от длины маятника, но не зависит от первоначально запасенной потенциальной энергии. Скорость маятника также зависит от периода колебаний и, следовательно, пропорциональна квадрату времени.

3. Линейно убывает со временем: В отсутствие внешних сил и затуханий гармонические колебания будут сохраняться вечно. Однако, если есть затухание (например, из-за воздушного сопротивления), скорость маятника будет убывать линейно со временем.

4. Изменяется по гармоническому закону: В процессе гармонических колебаний скорость изменяется согласно гармоническому (синусоидальному) закону. Это означает, что график зависимости скорости от времени будет иметь форму синусоиды. В моменты прохождения через точку равновесия скорость достигает максимального значения, а в моменты максимального отклонения - нулевого значения.