Задание 5 ЕГЭ по физике · задача E74C4C

Тема: 1.1 Кинематика · 2 балла · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

Учащиеся роняли с башни шарики для настольного тенниса и снимали их полёт цифровой видеокамерой. Обработка видеозаписей позволила построить графики зависимости пути s, пройденного шариком, и его скорости $υ$ от времени падения t.

Выберите два верных утверждения, характеризующих наблюдаемое падение.

	1)	В течение всего времени падения (0 $-$ t₅) потенциальная энергия шарика в поле тяжести, отсчитываемая от основания башни, уменьшалась.
	2)	В течение всего времени падения (0 $-$ t₅) величина импульса шарика постоянно возрастала.
	3)	Величина ускорения, с которым падал шарик, уменьшалась в интервале времени (0 $-$ t₃).
	4)	Величина ускорения, с которым падал шарик, увеличивалась в интервале времени (0 $-$ t₃) и оставалась постоянной при t > t₄.
	5)	Сумма кинетической и потенциальной энергий шарика оставалась неизменной во время падения.

Решить в тренажёре с автопроверкой →

Показать ответ и разбор

Ответ: 13 (верны: 1, 3)

Разбор

Сначала посмотрим на график v(t). Скорость растёт от 0 до $t_{3}$, а после $t_{3}$ становится постоянной. Это значит, что после $t_{3}$ ускорение равно нулю — шарик достиг предельной скорости из-за сопротивления воздуха.

Теперь разберём утверждения по порядку.

1) Высота шарика над основанием башни всё время уменьшается, поэтому потенциальная энергия mgh (где h отсчитывается от основания) тоже уменьшается всё время от 0 до $t_{5}$. Утверждение верно.

2) Импульс по модулю — это mv. Пока скорость растёт, импульс растёт, но после $t_{3}$ скорость постоянна, значит, и импульс перестаёт меняться. Утверждение неверно.

3) Ускорение — это наклон графика v(t). От 0 до $t_{3}$ наклон постепенно уменьшается, то есть модуль ускорения уменьшается. Утверждение верно.

4) Наклон v(t) от 0 до $t_{3}$ не увеличивается, а уменьшается, поэтому первая часть утверждения неверна.

5) Из-за сопротивления воздуха механическая энергия не сохраняется — часть энергии переходит в тепло. Утверждение неверно.

Таким образом, правильные утверждения — 1 и 3.