Задание 20 ЕГЭ по физике · задача F6D2D9
| маятника | Длина маятника | Объём шарика | Материал, из которого сделан шарик |
| 1 | 2,0 м | 8 см 3 | алюминий |
| 2 | 0,5 м | 5 см 3 | алюминий |
| 3 | 1,0 м | 5 см 3 | сталь |
| 4 | 1,5 м | 8 см 3 | алюминий |
| 5 | 1,0 м | 5 см 3 | алюминий |
Ученик изучает свободные колебания нитяного маятника. В его распоряжении имеется пять маятников, характеристики которых указаны в таблице. Какие два маятника необходимо взять ученику для того, чтобы на опыте выяснить, зависит ли период свободных колебаний маятника от массы шарика? Шарики сплошные. Запишите в ответе номера выбранных маятников.
Показать ответ и разбор
Ответ: 35 (номера 3 и 5)
Разбор
Чтобы выяснить, зависит ли период колебаний маятника от массы шарика, нужно сравнить периоды у маятников с одинаковой длиной нити, но разной массой шарика. Период нитяного маятника определяется формулой $T = 2\pi\sqrt{L/g}$ и не зависит от массы, если длина одинакова.
Смотрим таблицу: маятники 3 и 5 имеют одинаковую длину $L = 1,0$ м и одинаковый объём шарика 5 см$^{3}$, но сделаны из разных материалов (сталь и алюминий). Плотность стали больше, чем алюминия, значит, масса шарика у маятника 3 больше, чем у маятника 5.
Все остальные маятники отличаются длиной, поэтому их брать нельзя — мы не сможем отделить влияние длины от влияния массы.
Таким образом, берём маятники 3 и 5: измеряем периоды, сравниваем. Если периоды одинаковые — значит, от массы не зависит.
Смотрим таблицу: маятники 3 и 5 имеют одинаковую длину $L = 1,0$ м и одинаковый объём шарика 5 см$^{3}$, но сделаны из разных материалов (сталь и алюминий). Плотность стали больше, чем алюминия, значит, масса шарика у маятника 3 больше, чем у маятника 5.
Все остальные маятники отличаются длиной, поэтому их брать нельзя — мы не сможем отделить влияние длины от влияния массы.
Таким образом, берём маятники 3 и 5: измеряем периоды, сравниваем. Если периоды одинаковые — значит, от массы не зависит.