Задание 5 ЕГЭ по физике · задача eeB001

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

В таблице представлены данные о положении грузика, прикреплённого к пружине и совершающего гармонические колебания вдоль горизонтальной оси Ох , в различные моменты времени. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно движения пружинного маятника.

t , с 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5
х , мм 0 2,5 4,5 6,0 7,0 7,5 7,0 6,0 4,5 2,5 0 –2,5 –4,5 –6,0 –7,0 –7,5
 1) 

Период колебаний грузика равен 1 с.

 2) 

Амплитуда колебаний грузика равна 15 мм.

 3) 

Потенциальная энергия пружины маятника в момент времени 1,5 с минимальна.

 4) 

Кинетическая энергия грузика в момент времени 1,0 с максимальна.

 5) 

Модуль ускорения грузика в момент времени 1,5 с максимален.

Решить в тренажёре с автопроверкой →
Показать ответ и разбор
Ответ: 45 (верны: 4, 5)

Разбор

Из таблицы видно, что положение грузика повторяет значения с периодом 2 с: максимум +7,5 мм достигается в $t = 0,5$ с, а максимум –7,5 мм — в $t = 1,5$ с. Значит, период колебаний равен 2 с, утверждение 1 неверно.

Амплитуда — это максимальное отклонение от положения равновесия, оно равно 7,5 мм, а не 15 мм, поэтому утверждение 2 неверно.

Потенциальная энергия пружины $U = kx^{2}/2$ максимальна при наибольшем |x|. В момент $t = 1,5$ с |x| $= 7,5$ мм — это максимум, значит U максимальна, а не минимальна. Утверждение 3 неверно.

Кинетическая энергия максимальна, когда грузик проходит положение равновесия $(x = 0)$. В момент $t = 1,0$ с $x = 0$, следовательно, K максимальна. Утверждение 4 верно.

Ускорение $a =$ –$\omega^{2}x$, поэтому его модуль максимален при максимальном |x|. В $t = 1,5$ с |x| наибольшее, значит |a| максимально. Утверждение 5 верно.
← Предыдущая задачаВсе задачи №5 (79)
Хочешь закрепить? В тренажёре — быстрые колоды по 5 задач этого номера с баллами по правилам ЕГЭ, подсказками ИИ и разбором ошибок. Тренировать задание 5 →