Номер 3, страница 19 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

3. Изменится ли период колебаний пружинного маятника, если его «перенести» с поверхности Земли на поверхность Луны? Привести в состояние невесомости?

Перенос с поверхности Земли на поверхность Луны

Период колебаний пружинного маятника определяется по формуле:
$T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$
где $m$ — масса груза, а $k$ — жесткость пружины.

Масса тела является его инвариантной характеристикой и не зависит от местоположения. Жесткость пружины также является ее внутренней характеристикой и не изменяется. Как видно из формулы, период колебаний пружинного маятника не зависит от ускорения свободного падения $g$.

При переносе маятника с Земли на Луну ускорение свободного падения уменьшится примерно в 6 раз, что приведет к изменению положения равновесия (пружина будет растянута слабее), но на период колебаний это не повлияет, так как возвращающая сила упругости по-прежнему будет зависеть только от смещения от положения равновесия и жесткости пружины.

Ответ: Период колебаний пружинного маятника при переносе с поверхности Земли на поверхность Луны не изменится.

Приведение в состояние невесомости

В состоянии невесомости ускорение свободного падения $g$ равно нулю. Как и в предыдущем случае, обратимся к формуле периода колебаний пружинного маятника:
$T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$
Эта формула не содержит ускорения свободного падения $g$. Следовательно, период колебаний останется прежним.

В невесомости сила тяжести отсутствует, поэтому пружина не будет испытывать начального растяжения. Колебания будут происходить симметрично относительно положения, в котором пружина не деформирована. Однако на величину периода это никак не повлияет.

Ответ: Период колебаний пружинного маятника в состоянии невесомости не изменится.