Изучая колебания пружинного маятника, ученик, используя пружины разной жёсткости и грузы одинаковой массы, собрал четыре установки (см. рисунок). Какую из указанных пар установок можно использовать для исследования зависимости периода колебаний маятника от массы подвешиваемого груза?

Решение:

Для исследования зависимости периода колебаний маятника от массы подвешиваемого груза необходимо, чтобы жёсткость пружины оставалась постоянной, а масса груза изменялась. Рассмотрим предложенные варианты:

• Установка А: Пружина с жёсткостью \( k \) и 4 одинаковых груза.
• Установка Б (первая): Пружина с жёсткостью \( \frac{k}{2} \) и 4 одинаковых груза.
• Установка Б (вторая): Пружина с жёсткостью \( \frac{k}{4} \) и 1 груз.
• Установка Г: Пружина с жёсткостью \( k \) и 1 груз.

Чтобы изучать зависимость периода от массы, нужно выбрать установки с одинаковой жёсткостью пружины, но разной массой груза. Таким образом, подходят установки А и Г, где жёсткость пружины равна \( k \), а масса подвешиваемого груза различается (в установке А суммарная масса всех четырёх грузов, а в установке Г — одного груза).

Ответ: 2) А и Г