Задание 6 ЕГЭ по физике · задача 9039D6
|
|
Груз, привязанный к нити, отклонили от положения равновесия и в момент t = 0 отпустили из состояния покоя (см. рисунок). На графиках А и Б показано изменение физических величин, характеризующих гармонические колебания груза после этого. T – период колебаний груза. Потенциальная энергия груза отсчитывается от его положения равновесия. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимость которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| ГРАФИКИ | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | |||||||||||||
|
|
Показать ответ и разбор
Ответ: 42
Разбор
Привет! Давай разберёмся с этой задачей на колебания. Тема графиков часто вызывает путаницу, но если идти по шагам, всё становится очень логичным.
Шаг 1. Анализируем начальные условия.
В условии сказано, что в момент времени $t = 0$ груз отклонили от положения равновесия и отпустили из состояния покоя. Посмотрим на первый рисунок: груз отведён влево, то есть в область отрицательных значений оси x. Значит, начальная координата x(0) < 0. Так как груз отпустили из состояния покоя, его начальная скорость равна нулю: $v(0) = 0$.
Шаг 2. Разбираем график А.
Смотрим на график А. В момент $t = 0$ величина принимает максимальное положительное значение. Кроме того, график не опускается ниже оси времени (все значения неотрицательные). Это характерно для энергии (кинетической или потенциальной).
В начальный момент времени груз максимально отклонён, значит, его высота над положением равновесия максимальна. Следовательно, потенциальная энергия Eп $= mgh$ в момент $t = 0$ максимальна. Кинетическая энергия Eк $= mv^{2}/2$ в этот момент равна нулю, так как скорость равна нулю. График А начинается с максимума, значит, это потенциальная энергия (цифра 4).
Шаг 3. Разбираем график Б.
На графике Б в момент $t = 0$ величина равна нулю. Затем она начинает расти в положительную сторону. График принимает как положительные, так и отрицательные значения, значит, это проекция вектора (координата или скорость).
Мы уже выяснили, что начальная координата x(0) < 0, а на графике Б начальное значение равно нулю. Значит, это не координата.
Начальная скорость $v(0) = 0$, что совпадает с графиком. После того как груз отпустили из крайнего левого положения, он начинает двигаться вправо, то есть в положительном направлении оси x. Значит, проекция скорости vx становится положительной и растёт. Это идеально совпадает с графиком Б. Следовательно, график Б — это проекция скорости (цифра 2).
Итог: А — 4, Б — 2. Ответ: 42. Ты отлично справишься с такими заданиями, главное — внимательно смотреть на начальный момент времени!
Шаг 1. Анализируем начальные условия.
В условии сказано, что в момент времени $t = 0$ груз отклонили от положения равновесия и отпустили из состояния покоя. Посмотрим на первый рисунок: груз отведён влево, то есть в область отрицательных значений оси x. Значит, начальная координата x(0) < 0. Так как груз отпустили из состояния покоя, его начальная скорость равна нулю: $v(0) = 0$.
Шаг 2. Разбираем график А.
Смотрим на график А. В момент $t = 0$ величина принимает максимальное положительное значение. Кроме того, график не опускается ниже оси времени (все значения неотрицательные). Это характерно для энергии (кинетической или потенциальной).
В начальный момент времени груз максимально отклонён, значит, его высота над положением равновесия максимальна. Следовательно, потенциальная энергия Eп $= mgh$ в момент $t = 0$ максимальна. Кинетическая энергия Eк $= mv^{2}/2$ в этот момент равна нулю, так как скорость равна нулю. График А начинается с максимума, значит, это потенциальная энергия (цифра 4).
Шаг 3. Разбираем график Б.
На графике Б в момент $t = 0$ величина равна нулю. Затем она начинает расти в положительную сторону. График принимает как положительные, так и отрицательные значения, значит, это проекция вектора (координата или скорость).
Мы уже выяснили, что начальная координата x(0) < 0, а на графике Б начальное значение равно нулю. Значит, это не координата.
Начальная скорость $v(0) = 0$, что совпадает с графиком. После того как груз отпустили из крайнего левого положения, он начинает двигаться вправо, то есть в положительном направлении оси x. Значит, проекция скорости vx становится положительной и растёт. Это идеально совпадает с графиком Б. Следовательно, график Б — это проекция скорости (цифра 2).
Итог: А — 4, Б — 2. Ответ: 42. Ты отлично справишься с такими заданиями, главное — внимательно смотреть на начальный момент времени!