А. Период колебаний пружинного маятника определяется по формуле:
Поэтому при уменьшении жесткости пружины период колебаний
пружинного маятника увеличивается. Б. Максимальную скорость движения маятника можно определить по формуле:
Как мы установили в пункте А, в результате замены
пружины период колебаний маятника увеличился, а амплитуда колебаний не
изменилась (по условию). Поэтому максимальная скорость маятника
уменьшится. Г. Максимальная кинетическая энергия маятника: поэтому
так как максимальная скорость маятника при замене пружины уменьшилась, то
и его максимальная кинетическая энергия уменьшится. В. По закону сохранения полной механической энергии, максимальная потенциальная энергия маятника равна его максимальной кинетической
энергии. Поэтому при уменьшении максимальной кинетической энергии на ту
же величину уменьшится и максимальная потенциальная энергия маятника.
Можно провести этот анализ по-другому. Максимальная потенциальная энергия
маятника определяется по формуле: Поэтому при уменьшении
жесткости пружины при постоянной амплитуде колебаний максимальная
потенциальная энергия маятника уменьшится.