Шарик, подвешенный на упругом жгуте, совершает гармонические колебания вдоль оси Ox. В таблице (рис. 8) даны значения кинетической энергии Wк шарика, проекции равнодействующей всех сил F, действующих на шарик, и его координаты х. Какой из графиков зависимости координаты от времени, представленных на рисунке 9, соответствует движению шарика?

Для решения этой задачи необходимо проанализировать предоставленную таблицу и график, чтобы определить, какой график координаты от времени соответствует заданным значениям кинетической энергии, проекции силы и координаты.

1. Анализ таблицы:

• Когда координата x = 0 мм, проекция силы Fx = 0 мН, а кинетическая энергия Wк = 27 мДж. Это означает, что в положении равновесия (x = 0) шарик обладает максимальной кинетической энергией, и сила, действующая на него, равна нулю.
• Когда координата x = 30 мм, проекция силы Fx = -450 мН. Это указывает на то, что при отклонении от положения равновесия на 30 мм возникает сила, направленная к положению равновесия.

2. Анализ графиков:

Необходимо найти график, который показывает:

• В начальный момент времени (t = 0) координата x = 0.
• Координата x изменяется со временем по гармоническому закону (синусоида или косинусоида).

3. Соответствие графиков данным таблицы:

Рассмотрим предложенные графики (I, II, III):

• График I: В начальный момент времени (t = 0) координата x = 0. Координата изменяется по гармоническому закону. Амплитуда около 90 мм.
• График II: В начальный момент времени (t = 0) координата x = максимальна. Этот график не соответствует условиям задачи, так как координата x в начальный момент времени должна быть равна 0.
• График III: В начальный момент времени (t = 0) координата x = 0. Координата изменяется по гармоническому закону. Амплитуда около 30 мм.

4. Определение соответствующего графика:

Из таблицы видно, что когда координата x = 30 мм, то сила Fx = -450 мН. На графике III амплитуда колебаний составляет 30 мм.

Ответ:

Графику III соответствует движение шарика.