Задание 6 ЕГЭ по физике · задача 02AC48
|
|
Верхний конец пружины идеального пружинного маятника неподвижно закреплён. Масса груза маятника равна m , жёсткость пружины равна k . Груз оттянули вниз на расстояние х от положения равновесия и отпустили с начальной скоростью, равной нулю. Формулы А и Б позволяют рассчитать значения физических величин, характеризующих возникшие свободные колебания маятника. Установите соответствие между формулами и физическими величинами, значение которых можно рассчитать по этим формулам. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| ФОРМУЛЫ | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | |||||||||||||
|
|
Показать ответ и разбор
Ответ: 32
Разбор
Привет! Давай разберёмся с этой задачей. Она проверяет знание базовых формул для пружинного маятника. Не переживай, если формулы иногда вылетают из головы — сейчас мы всё аккуратно вспомним.
Шаг 1. Анализируем формулу А
Формула А выглядит так: $2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$.
Это классическая формула для периода колебаний пружинного маятника. Период обозначается буквой $T$. Запомнить её легко: масса $m$ в числителе (чем тяжелее груз, тем медленнее он колеблется, период больше), а жёсткость $k$ в знаменателе (чем жёстче пружина, тем быстрее она возвращает груз, период меньше).
Смотрим в список физических величин: период колебаний — это пункт 3.
Шаг 2. Анализируем формулу Б
Формула Б: $\frac{kx^2}{2}$.
В условии сказано, что груз оттянули на расстояние $x$ от положения равновесия и отпустили без начальной скорости. Значит, $x$ — это максимальное отклонение, то есть амплитуда. В этот момент скорость равна нулю, кинетическая энергия тоже ноль, а потенциальная энергия пружины максимальна и равна $\frac{kx^2}{2}$.
По закону сохранения энергии, максимальная потенциальная энергия переходит в максимальную кинетическую энергию (когда груз проходит положение равновесия). Значит, $\frac{kx^2}{2}$ — это не только начальная потенциальная энергия, но и максимальная кинетическая энергия груза в процессе колебаний.
Ищем в списке: максимальная кинетическая энергия груза — это пункт 2.
Итог:
А — 3 (период колебаний)
Б — 2 (максимальная кинетическая энергия груза)
Ответ записываем в виде последовательности цифр: 32. Ты отлично справляешься, продолжай в том же духе!
Шаг 1. Анализируем формулу А
Формула А выглядит так: $2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$.
Это классическая формула для периода колебаний пружинного маятника. Период обозначается буквой $T$. Запомнить её легко: масса $m$ в числителе (чем тяжелее груз, тем медленнее он колеблется, период больше), а жёсткость $k$ в знаменателе (чем жёстче пружина, тем быстрее она возвращает груз, период меньше).
Смотрим в список физических величин: период колебаний — это пункт 3.
Шаг 2. Анализируем формулу Б
Формула Б: $\frac{kx^2}{2}$.
В условии сказано, что груз оттянули на расстояние $x$ от положения равновесия и отпустили без начальной скорости. Значит, $x$ — это максимальное отклонение, то есть амплитуда. В этот момент скорость равна нулю, кинетическая энергия тоже ноль, а потенциальная энергия пружины максимальна и равна $\frac{kx^2}{2}$.
По закону сохранения энергии, максимальная потенциальная энергия переходит в максимальную кинетическую энергию (когда груз проходит положение равновесия). Значит, $\frac{kx^2}{2}$ — это не только начальная потенциальная энергия, но и максимальная кинетическая энергия груза в процессе колебаний.
Ищем в списке: максимальная кинетическая энергия груза — это пункт 2.
Итог:
А — 3 (период колебаний)
Б — 2 (максимальная кинетическая энергия груза)
Ответ записываем в виде последовательности цифр: 32. Ты отлично справляешься, продолжай в том же духе!