Задание 5 ЕГЭ по физике · задача AEDDC7

Тема: 1.5 Механические колебания и волны · 2 балла · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

t , c

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

х , см

4,0

2,8

0,0

–2,8

–4,0

–2,8

0,0

Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе, соединён горизонтальной пружиной с вертикальной стенкой. Груз немного смещают от положения равновесия и отпускают из состояния покоя, после чего он начинает колебаться, двигаясь вдоль оси пружины, параллельно которой направлена ось Ox . В таблице приведены значения координаты груза х в различные моменты времени t . Выберите все верные утверждения о результатах этого опыта на основании данных, содержащихся в таблице. Погрешность измерения координаты равна 0,1 см, времени – 0,1 с.

 1) 

Период колебаний груза равен 1,6 с.

 2) 

Частота колебаний груза равна 1 Гц.

 3) 

В момент времени 1,2 с потенциальная энергия пружины минимальна.

 4) 

В момент времени 0,8 с ускорение груза максимально.

 5) 

Модуль силы, с которой пружина действует на груз, в момент времени 0,8 с меньше, чем в момент времени 1,2 с.

Решить в тренажёре с автопроверкой →
Показать ответ и разбор
Ответ: 134 (верны: 1, 3, 4)

Разбор

Посмотрим на таблицу: координата груза меняется от +4,0 см до –4,0 см и обратно к нулю.

Сначала найдём период. От максимального отклонения в одну сторону (+4,0 см в $t=0)$ до максимального отклонения в другую сторону (–4,0 см в $t=0,8$ с) проходит ровно половина периода. Значит, $T = 1,6$ с. Утверждение 1 верно.

Частота $f = 1/T = 1/1,6 \approx 0,625$ Гц, а не 1 Гц. Утверждение 2 неверно.

В момент $t=1,2$ с $x=0$, то есть груз проходит положение равновесия. Потенциальная энергия пружины Eп $= kx^{2}/2$ минимальна (равна нулю). Утверждение 3 верно.

Ускорение $a =$ –$\omega^{2}x$ максимально по модулю, когда |x| максимально. В $t=0,8$ с |x|$=4,0$ см — это максимум, значит |a| тоже максимальное. Утверждение 4 верно.

Сила пружины $F =$ –kx, поэтому |F| пропорциональна |x|. В $t=0,8$ с |x|$=4,0$ см, в $t=1,2$ с |x|$=0$. Значит, |F| в 0,8 с больше, а не меньше. Утверждение 5 неверно.

Итого верны утверждения 1, 3 и 4.
← Предыдущая задачаВсе задачи №5 (79)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 5 →