6. Пружинный маятник совершает незатухающие гармонические колебания между точками А и В (см. рисунок). Точка О соответствует положению равновесия маятника. Как изменяются скорость бруска и потенциальная энергия пружины маятника при переходе из точки В в точку О? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется

Решение:

При переходе из точки В (крайнее положение) в точку О (положение равновесия) пружинный маятник:

• Скорость бруска: В точке В скорость бруска равна нулю (он останавливается перед изменением направления движения). В точке О скорость бруска максимальна. Следовательно, скорость увеличивается.
• Потенциальная энергия пружины: Потенциальная энергия пружины определяется формулой E_п = (k * x²) / 2, где k — жесткость пружины, x — смещение от положения равновесия. В точке В смещение x максимально, поэтому потенциальная энергия пружины максимальна. В точке О смещение x равно нулю, поэтому потенциальная энергия пружины равна нулю. Следовательно, потенциальная энергия пружины уменьшается.

Ответ:

• Скорость бруска: увеличивается
• Потенциальная энергия пружины: уменьшается