3.1

 Uzasadnienie: 

W momencie mijania położenia równowagi klocek ma największą prędkość, zatem ma jednocześnie największą energię kinetyczną.

Suma energii kinetycznej i energii potencjalnej drgań tego klocka jest stała i nie zmienia się w czasie, bo pomijamy straty energii związane z oporami ruchu (np. wynikające z tarcia).

 Odpowiedź: 

A. Kolorem niebieskim narysowano zmiany energii kinetycznej klocka, a kolorem czerwonym narysowano zmiany energii potencjalnej drgań tego klocka.

B. Maksymalna wartość energii kinetycznej tego klocka wynosi 0,28 J.

C. Po upływie 0,68 s od rozpoczęcia obserwacji klocka suma energii kinetycznej klocka i energii potencjalnej drgań tego klocka wynosi 0,28 J.

 

3.2

 Uzasadnienie: 

Okres drgań klocka to czas w jakim wychyli się on z położenia równowagi do maksymalnego rozciągnięcia sprężyny, następnie zostanie przesunięty do maksymalnego ściśnięcia sprężyny i powróci on do położenia równowagi. Okres drgań możemy odczytać w wykresu zależności energii od czasu.

 Odpowiedź: 

Okres drgań tego klocka wynosi D. 0,8 s.

 

3.3

Znamy okres drgań klocka:

$T=0,8\mathrm{s}$

Częstotliwość jest odwrotnościom okresu:

$f=\frac{1}{T}$

gdzie:

$f$ - częstotliwość drgań,

$T$ - okres drgań.

Częstotliwość drgań tego klocka wynosi:

$f=\frac{1}{T}=\frac{1}{0,8\text{s}}=1,25\text{Hz}$  

 

3.4

Częstotliwość drgań mówi nam ile drgań klocek wykonuje w ciągu jednej sekundy. Liczbę drgań klocka wyznaczymy jako:

$n=f\cdot t$

gdzie:

$n$ - liczba drgań klocka,

$f$ - częstotliwość drgań,

$t$ - czas wykonywania drgań.

W ciągu $t=24\text{s}$  ten klocek wykona określoną liczbę drgań:

$n=1,25\mathrm{Hz}\cdot 24\mathrm{s}=30$