3.5.15. Пусть затухание достаточно слабое, так что осциллятор, выйдя из начального равновесного состояния со скоростью $v$, через время $T$ снова прохожит положение равновесия со скоростью $v/n$,$n>1$. Что можно сказать про скорость осциллятора через время $2T$,$3T$?
Решение
Зависимость координаты от времени в затухающем осцилляторе имеет вид:
Выражение в квадратных скобках при подстановке $t = T, 2T, 3T...$ не меняется в силу периодичности тригонометрических функций
Заметим также, что множитель $Ae^{-\gamma t}$ при подстановке $t = T, 2T, 3T...kT$ с увеличением $k$ уменьшается в одно и тоже количество раз. Таким образом, модули скоростей через равные промежутки времени образуют убывающую геометрическую прогрессию с шагом $q = 1/n = e^{-\gamma T}$
Т.е. если за время $T$ скорость упала в $n$ раз, то за время $2T$ скорость упадёт в $n^2$ раз и так далее.
Ответ
$$v(0) = v_{0}$$ $$v(T) = v_{0}/n$$ $$v(2T) = v_{0}/n^2$$ $$v(3T) = v_{0}/n^3$$ и так далее