Global EE

Законы Сохранения — Задание 5 ЕГЭ по физике №00001576

Задание №5. Механика. Выбор Утверждений

Законы Сохранения

№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.

Рисунок к заданию 5 ЕГЭ по физике — Законы Сохранения

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.

Ответ

45

Видеоразбор

Другие задания по теме «Законы Сохранения» (8)