Задание 5 ЕГЭ по физике: Учащиеся роняли с башни шарики для настольного тенниса и снимали… | Global EE
№2. Задание 5
ID: 00001576
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 V от времени падения t.
Выберите все утверждения, подтверждаемые приведёнными графиками.
1) Величина ускорения, с которым падал шарик, увеличивалась в интервале времени (0-t_{3}) и оставалась постоянной при t > t_{4}.
2) В течение всего времени падения (0-t_{5}) потенциальная энергия шарика B поле тяжести, отсчитываемая от основания башни, увеличивалась.
3) Сумма кинетической и потенциальной энергий шарика оставалась неизменной во время падения.
4) В интервале времени (0-t_{3}) величина импульса шарика постоянно возрастала.
5) Величина ускорения, с которым падал шарик, уменьшалась в интервале времени (0-t_{3}).
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
Графики s(t) и v(t) при падении шарика с башни (с учётом сопротивления воздуха)
Найти:
Все верные утверждения
Решение:
На первом участке (0 до t_3) путь s(t) — парабола, скорость v(t) растёт нелинейно (как парабола с ветвями вниз). На втором участке (t \gt t_4) путь линейный, скорость постоянная — шарик достиг скорости витания.
Утверждение 1 — ускорение возрастало от 0 до t_3 и осталось постоянным при t \gt t_4. На самом деле скорость на первом участке растёт нелинейно, значит ускорение убывало (от максимума до нуля). Неверно.Утверждение 2 — потенциальная энергия шарика в поле тяжести увеличивалась. При падении высота уменьшается, значит потенциальная энергия E_p = mgh уменьшается. Неверно.Утверждение 3 — сумма кинетической и потенциальной энергий не изменялась. Если бы воздух не оказывал сопротивления, скорость изменялась бы линейно. Но график v(t) — парабола (нелинейный рост), что указывает на наличие сопротивления воздуха. Значит, часть энергии теряется, полная механическая энергия убывает. Неверно.Утверждение 4 — в интервале 0 до t_3 импульс шарика постоянно возрастал. Импульс p = mv. Скорость на этом участке растёт (по графику v(t)), значит импульс тоже возрастает. Верно.Утверждение 5 — ускорение шарика уменьшалось в интервале 0 до t_3. График v(t) — парабола, направленная ветвями вниз: скорость нарастает всё медленнее. Это означает, что ускорение уменьшалось (от g до 0 по мере роста силы сопротивления). Верно.
