Question

При колебаниях маятника ускорение материальной точки перпендикулярно её скорости
1) в точках максимального отклонения
2) в положении равновесия
3) в определённо точке, находящейся между положением равновесия и максимального отклонения
4) не будет ни в одной точке

Answer 1

1) В точках максимального отклонения ускорение материальной точки будет направлено к положению равновесия. Это происходит потому, что при отклонении маятника от положения равновесия, действует восстанавливающая сила, направленная к положению равновесия. Эта сила смещает материальную точку обратно к положению равновесия и вызывает ускорение в этом направлении. 2) В положении равновесия ускорение материальной точки будет равно нулю. В данном случае, маятник находится в статическом равновесии, где нет никаких сил, вызывающих ускорение. Материальная точка находится в состоянии покоя или постоянной скорости. 3) В определенной точке, находящейся между положением равновесия и максимальным отклонением, ускорение материальной точки будет направлено в сторону положения равновесия. Это происходит потому, что в этой точке, маятник находится между двумя силами: восстанавливающей силой, направленной к положению равновесия, и инерционной силой (силой инерции), направленной в сторону от положения равновесия. В итоге, ускорение материальной точки будет равно второй производной от угла отклонения маятника в этой точке. 4) В ни в одной точке ускорение материальной точки не будет отсутствовать. В любой точке колебания маятника будет присутствовать хотя бы одна сила (восстанавливающая или инерционная), которая будет вызывать ускорение и изменение скорости материальной точки. В некоторых позициях ускорение может быть нулевым, но обычно оно присутствует, если есть отклонение от положения равновесия.