Задание 20 ЕГЭ по физике · задача 72B8F7
Ученику необходимо на опыте выяснить, зависит ли частота свободных колебаний пружинного маятника от объёма груза. У него имеется пять пружинных маятников, характеристики которых приведены в таблице. Какие два маятника необходимо взять ученику, чтобы провести данное исследование? Запишите в ответе номера выбранных маятников.
| № маятника | Жёсткость пружины, Н/м | Объём груза, см 3 | Масса груза, г |
| 1 | 40 | 30 | 100 |
| 2 | 60 | 60 | 200 |
| 3 | 60 | 30 | 100 |
| 4 | 80 | 30 | 100 |
| 5 | 60 | 80 | 200 |
Показать ответ и разбор
Ответ: 25 (номера 2 и 5)
Разбор
Частота свободных колебаний пружинного маятника определяется формулой $f = (1/(2\pi)) \sqrt{k/m}$. Она зависит только от жёсткости пружины k и массы груза m. Объём груза в эту формулу не входит, поэтому, чтобы проверить, влияет ли он на частоту, нужно оставить k и m одинаковыми, а объём изменить.
Смотрим таблицу и ищем пару маятников с одинаковыми k и m, но разными V.
Маятник 2: $k = 60$ Н/м, $m = 200$ г, $V = 60$ см$^{3}$
Маятник 5: $k = 60$ Н/м, $m = 200$ г, $V = 80$ см$^{3}$
Именно у этой пары все нужные величины совпадают, кроме объёма. Если частота окажется одинаковой — значит, объём не влияет. Если разной — значит, влияет (хотя по теории не должен).
Бери маятники 2 и 5, и эксперимент будет чистым.
Смотрим таблицу и ищем пару маятников с одинаковыми k и m, но разными V.
Маятник 2: $k = 60$ Н/м, $m = 200$ г, $V = 60$ см$^{3}$
Маятник 5: $k = 60$ Н/м, $m = 200$ г, $V = 80$ см$^{3}$
Именно у этой пары все нужные величины совпадают, кроме объёма. Если частота окажется одинаковой — значит, объём не влияет. Если разной — значит, влияет (хотя по теории не должен).
Бери маятники 2 и 5, и эксперимент будет чистым.