Задание 5 ЕГЭ по физике · задача F16A7F

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

В таблице представлены данные о положении шарика, прикреплённого к пружине и колеблющегося вдоль горизонтальной оси Ох , в различные моменты времени. Из приведённого ниже списка выберите два верных утверждения о характере движения тела.

t , с 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2
х , мм 0 5 9 12 14 15 14 12 9 5 0 – 5 – 9 – 12 – 14 – 15 – 14
 1) 

Потенциальная энергия пружины в момент времени 2,0 с максимальна.

 2) 

Период колебаний шарика равен 4,0 с.

 3) 

Кинетическая энергия шарика в момент времени 1,0 с минимальна.

 4) 

Амплитуда колебаний шарика равна 30 мм

 5) 

Полная механическая энергия маятника, состоящего из шарика и пружины, в момент времени 3,0 с минимальна.

Решить в тренажёре с автопроверкой →
Показать ответ и разбор
Ответ: 23 (верны: 2, 3)

Разбор

Посмотрим на таблицу. Шарик проходит через положение равновесия $(x = 0)$ в моменты $t = 0, 2,0$ с и, судя по симметрии, вернётся туда в $t = 4,0$ с. От максимального отклонения в одну сторону $(t = 1,0$ с, $x = +15$ мм) до максимального отклонения в другую $(t = 3,0$ с, $x =$ –15 мм) проходит ровно 2 с. Значит, полный период колебаний $T = 4,0$ с — утверждение 2 верно.

В момент $t = 1,0$ с координата максимальна (|x| $= 15$ мм). В гармонических колебаниях скорость в этот момент равна нулю, поэтому кинетическая энергия минимальна (равна нулю) — утверждение 3 верно.

Амплитуда равна 15 мм, а не 30 мм, поэтому 4 неверно. В $t = 2,0$ с $x = 0$, значит, потенциальная энергия минимальна, а не максимальна — 1 неверно. Полная механическая энергия в отсутствие трения постоянна, поэтому 5 тоже неверно.
← 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 →