Яка з кульок буде здійснювати вільні коливання після вилучення з рівноважного стану: та, що знаходиться

Папоротник

24

Добро пожаловать! Чтобы решить эту задачу, давайте вспомним основные принципы колебаний.

Когда объект находится в равновесии, то он не испытывает никакой силы, стремящей его вернуть в исходное положение после отклонения. Когда же объект отклоняется от равновесного положения и отпускается, он начинает выполнять колебания.

У нас есть две кульки: одна находится на дне полусферы, а другая на вершине. Предположим, что оба объекта отклоняются на одинаковую дистанцию от исходного положения и отпускаются одновременно.

Сначала рассмотрим кульку, которая находится на вершине полусферы. После отпускания её начинает действовать сила тяжести, направленная вниз. Объект начинает двигаться вниз под воздействием этой силы, но поскольку он имеет высокую начальную скорость на вершине, он пройдет определенное расстояние вниз, а затем начнет двигаться обратно вверх, чтобы перейти на другую сторону полусферы. Он будет продолжать осциллировать вверх и вниз вокруг положения равновесия, пока не исчерпает свою энергию.

Теперь рассмотрим кульку, которая находится на дне полусферы. После отпускания её начинает действовать сила тяжести, направленная вниз, точно так же, как и на вершине полусферы. Однако, в отличие от кульки на вершине, эта кулька имеет низкую начальную скорость. Из-за этого она начинает двигаться вниз, но не успевает достигнуть вершины полусферы. Вместо этого она продолжает двигаться вниз и подвергается дополнительной силе, направленной в сторону центра сферы, что заставляет её изменить направление движения и вернуться обратно вверх. Она также будет продолжать колебаться вверх и вниз до тех пор, пока не исчерпает свою энергию.

Таким образом, кулька, которая находится на вершине полусферы, будет выполнять свободные колебания, а кулька, которая находится на дне полусферы, не будет выполнять свободные колебания.

Я надеюсь, что это решение помогло вам понять задачу! Если у вас возникнут другие вопросы, не стесняйтесь задавать.