Какие из перечисленных колебаний являются свободными? Укажите все правильные ответы: а) колебания груза...

Свободные колебания - это колебания, которые происходят без внешнего воздействия и в отсутствие диссипации энергии.

Из перечисленных вариантов свободными являются: а) колебания груза на пружине, если однократно отклонили его от положения равновесия; в) колебания груза на нити, один раз отведенного от положения равновесия и отпущенного.

Колебания качелей, раскачиваемых человеком, и колебания ветки дерева от порыва ветра не являются свободными, так как в обоих случаях есть воздействие со стороны человека или внешних факторов (ветра).

Свободные колебания возникают, когда система, выведенная из положения равновесия, продолжает колебаться за счёт своей собственной энергии, без внешнего воздействия. Давайте рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

а) Колебания груза на пружине, если однократно отклонили его от положения равновесия.

• Это пример классических свободных колебаний. Груз на пружине, после того как его отклонили и отпустили, будет колебаться вокруг положения равновесия за счёт потенциальной энергии пружины и кинетической энергии груза.

б) Колебания качелей, раскачиваемых человеком.

• Это пример вынужденных колебаний. В этом случае человек прикладывает периодическую внешнюю силу, чтобы поддерживать и усиливать движение качелей. Без этой внешней силы качели бы остановились из-за трения и сопротивления воздуха.

в) Колебания груза на нити, один раз отведенного от положения равновесия и отпущенного.

• Это тоже пример свободных колебаний. Груз на нити (маятник) будет совершать колебания вокруг положения равновесия благодаря преобразованию потенциальной энергии в кинетическую и наоборот.

г) Колебания ветки дерева от порыва ветра.

• Это пример вынужденных колебаний. Порыв ветра является внешней силой, которая заставляет ветку колебаться. Как только ветер утихнет, ветка постепенно вернется к своему положению равновесия и колебания прекратятся.

Таким образом, правильные ответы: а) и в).