Решаю последний третий пункт
Олимпиады Физтех 2017 года, билет 11-07, задача 3.
После записи 2 закона Ньютона, я получил известное дифференциальное уравнение второго порядка:
![$$\[\frac{{2qE}}{{ml}}\sin \alpha + \ddot \alpha = 0\]$$ $$\[\frac{{2qE}}{{ml}}\sin \alpha + \ddot \alpha = 0\]$$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/c/9/6/c96a417cd276ac389190ef783e95158d82.png)
Линеаризуя его, и учитывая, что
![$\[\alpha (0) = {\alpha _0},\dot \alpha (0) = 0\]$ $\[\alpha (0) = {\alpha _0},\dot \alpha (0) = 0\]$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/d/3/f/d3f2c93fca4e5502a528512887ebd13a82.png)
, получим:
![$$\[\alpha (t) = {\alpha _0}\cos \left( {\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} t} \right)\]$$ $$\[\alpha (t) = {\alpha _0}\cos \left( {\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} t} \right)\]$$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/f/5/0f5c66f378e194f21a608b2ae81a3d7382.png)
Найдем теперь угловую скорость
![$\[\omega \]$ $\[\omega \]$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/c/4/fc496cc5389a96eb52b4729525b8ba7e82.png)
:
![$$\[\omega (t) = \dot \alpha (t) = - {\alpha _0}\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} \sin \left( {\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} t} \right)\]$$ $$\[\omega (t) = \dot \alpha (t) = - {\alpha _0}\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} \sin \left( {\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} t} \right)\]$$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/d/3/b/d3b13a816f52e9a7d1b28f1b4320fcdb82.png)
В задаче спрашиваются такие моменты времени

, что
![$$\[\frac{{{\alpha _0}}}{3} = \pm \sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} {t_{12}}\]$$ $$\[\frac{{{\alpha _0}}}{3} = \pm \sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} {t_{12}}\]$$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/9/0/490237c5c7565f4de7583f28812c0b5d82.png)
, откуда
![$$\[{\omega _{12}} = \pm {\alpha _0}\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} \sin \left( {\frac{{{\alpha _0}}}{3}} \right) \approx \pm \frac{{\alpha _0^2}}{3}\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} \]$$ $$\[{\omega _{12}} = \pm {\alpha _0}\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} \sin \left( {\frac{{{\alpha _0}}}{3}} \right) \approx \pm \frac{{\alpha _0^2}}{3}\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} \]$$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/f/7/5f7c9f95f579d17018ba1931da774a7582.png)
В ответах же написано:
![$$\[{\omega _{12}} = \pm \frac{4}{3}{\alpha _0}\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} \]$$ $$\[{\omega _{12}} = \pm \frac{4}{3}{\alpha _0}\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} \]$$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/c/6/1/c618adb90cafacf80ed3cced0b796e9082.png)
В решении написано только откуда то взятое с неба уравнение:
![$$\[{\left( {\frac{{{{{\alpha _0}} \mathord{\left/
{\vphantom {{{\alpha _0}} 3}} \right.
\kern-\nulldelimiterspace} 3}}}{{{\alpha _0}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{{{\omega _{12}}}}{{{\alpha _0}\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} }}} \right)^2} = 1\]$$ $$\[{\left( {\frac{{{{{\alpha _0}} \mathord{\left/
{\vphantom {{{\alpha _0}} 3}} \right.
\kern-\nulldelimiterspace} 3}}}{{{\alpha _0}}}} \right)^2} + {\left( {\frac{{{\omega _{12}}}}{{{\alpha _0}\sqrt {\frac{{2qE}}{{ml}}} }}} \right)^2} = 1\]$$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/9/b/e9b1bc939cea0c4c8e9bd4f7529bbc3382.png)
Где истина?