Груз подвешенный на пружине смещается вниз на 2 см от положения равновесия и совершает свободные колебания с периодом 1 с. при смещении на 4 см период колебания будет


0,5 с
1 с
2 с
​

Чтобы ответить на данный вопрос, нам понадобится знание о законе Гука и формуле для периода колебаний пружинного маятника. Давайте разберемся пошагово.

1. Изначально груз находится в положении равновесия, то есть не отклонен ни вниз, ни вверх от своего естественного положения под действием гравитации.
2. Затем груз смещается вниз на 2 см от положения равновесия. Это означает, что он отклонился на 2 см вниз. Мы можем представить это как начальное отклонение x0 = -2 см (отрицательное значение, так как отклонение вниз).
3. Далее груз совершает свободные колебания вокруг положения равновесия. Для таких колебаний применяется закон Гука, который утверждает, что сила восстанавливающая пружинную силу (F) пропорциональна отклонению (x) от положения равновесия. Формула для этого закона: F = -kx, где k - коэффициент упругости пружины.
4. Так как груз подвешен и совершает колебания, его движение можно описать уравнением гармонического осциллятора: m(d^2x/dt^2) = -kx, где m - масса груза.
5. Анализируя данное уравнение и решая его, мы получаем формулу для периода колебаний T: T = 2π√(m/k).
6. Теперь мы можем использовать данную формулу для нахождения периода колебаний при смещении на 4 см.

Для нахождения периода колебаний при смещении на 4 см, нам нужно использовать новое значение отклонения x0 = -4 см. Подставим это значение в формулу для периода колебаний:
T = 2π√(m/k) = 2π√(m/(-kx0)) = 2π√(m/(-k(-4))) = 2π√(m/(4k)) = π√(m/k).

Исходя из этой формулы, мы видим, что период колебаний не зависит от значения отклонения. Значит, период колебания при смещении на 4 см будет таким же, как и при отклонении на 2 см.

Ответ: Период колебания при смещении на 4 см будет равен 1 с.

Обоснование: Мы использовали формулу для периода колебаний пружинного маятника и установили, что период колебаний не зависит от значения отклонения. Поэтому, независимо от отклонения на 2 см или 4 см, период колебания будет оставаться равным 1 с.