Задание 4 ЕГЭ по физике · задача 582672

Тема: 1.5 Механические колебания и волны · 1 балл · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

Пружинный маятник расположен на гладкой горизонтальной плоскости. Смещение груза этого пружинного маятника меняется относительно положения равновесия по закону $x = A\cos\dfrac{2\pi}{T}\,t$, где период Т = 0,8 с. Через какое минимальное время, начиная с момента t = 0, потенциальная энергия деформации пружины маятника примет минимальное значение?

Решить в тренажёре с автопроверкой →
Показать ответ и разбор
Ответ: 0,2 с

Разбор

Потенциальная энергия пружины $U = \tfrac{1}{2} k x^{2}$ минимальна, когда смещение $x = 0$.

По закону $x = A\cos\dfrac{2\pi}{T}t$ это происходит, когда аргумент косинуса равен $\dfrac{\pi}{2} + \pi n$.

Наименьшее положительное время — при $\dfrac{2\pi}{T}t = \dfrac{\pi}{2}$, то есть $t = \dfrac{T}{4}$.

Подставляем $T = 0{,}8$ с: $t = \dfrac{0{,}8}{4} = 0{,}2$ с.

Типичные ошибки: искать минимум $U$ там, где скорость минимальна (наоборот — $U$ минимальна в положении равновесия, где скорость максимальна); брать период вместо четверти периода; путать $U$ с полной энергией (она постоянна).
← Предыдущая задачаВсе задачи №4 (66)Следующая задача →
Хочешь закрепить? В тренажёре — быстрые колоды по 5 задач этого номера с баллами по правилам ЕГЭ, подсказками ИИ и разбором ошибок. Тренировать задание 4 →