Груз на пружине совершает малые вертикальные колебания. В таблице представлены результаты измерений смещения $x$ груза относительно положения равновесия для различных моментов времени $t$.
Выберите два верных утверждения, соответствующие результатам этих измерений.
1) Период колебаний равен $0,5$ с.
2) Частота колебаний равна $1$ Гц.
3) Скорость груза минимальна в момент времени $t = 0,75$ с.
4) Кинетическая энергия груза максимальна только в момент времени $t = 0,25$ с.
5) Кинетическая энергия груза максимальна в моменты времени $t = 0,25$ с и $t = 0,75$ с.
Груз, совершающий колебания на пружине, представляет собой пружинный маятник.
Проверим справедливость сформулированных в задании утверждений.
1) Период колебаний равен $0,5$ с.
Период колебаний — это время одного полного колебания, т.е. за время, равное периоду, маятник должен возвратиться в исходную точку. Через $0,5$ с смещение груза равно $-2$ см, в исходное положение (смещение $2$ см) он не вернулся. Утверждение неверно.
2) Частота колебаний равна $1$ Гц.
Частота колебаний — это число колебаний, совершаемых за единицу времени, величина, обратная периоду. Из таблицы следует, что смещение груза первый раз после начала отсчета станет равно $2$ см через $1$ с. Следовательно, частота $v = 1/T$ = 1 Гц. Утверждение верно.
3) Скорость груза минимальна в момент времени $t = 0,75$ с.
Скорость груза минимальна, т.е. равна нулю в крайних точках максимального отклонения от положения равновесия. Груз находится в крайних точках при t = 0; 0,5 с; 1 с. Утверждение неверно.
4) Кинетическая энергия груза максимальна только в момент времени $t = 0,25$ с.
Скорость груза и его кинетическая энергия максимальны при прохождении положения равновесия, т.е. когда смещение равно 0. Груз находится в положении равновесия при t = 0,25 с; 0,75 с, т.е. 2 раза за время наблюдений. Утверждение неверно.
5) Кинетическая энергия груза максимальна в моменты времени $t = 0,25$ с и $t = 0,75$ с.
Как следует из рассмотрения в пункте 4, утверждение верно.