Механические… — Задание 5 ЕГЭ по физике №00001637
Механические Колебания
№2. Задание 5
ID: 00001637
Математический маятник с частотой свободных колебаний 0,5 Гц отклонили на небольшой угол от положения равновесия в положение 1 и отпустили из состояния покоя (см. рис.). Сопротивлением воздуха пренебречь. Потенциальная энергия маятника отсчитывается от положения равновесия. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие процесс колебания маятника.
1) Потенциальная энергия маятника в первый раз достигнет своего максимума через 2 с после начала движения.
2) Через 0,5 с маятник первый раз вернётся в положение 1.
3) При движении из положения 2 в положение 3 полная механическая энергия маятника остается неизменной.
4) Кинетическая энергия маятника в первый раз достигнет своего максимума через 0,5 с после начала движения.
5) При движении из положения 3 в положение 2 модуль силы натяжения нити уменьшается.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
$\nu = 0{,}5 \text{ Гц}$, маятник отклонён в крайнее положение и отпущен, сопротивление воздуха пренебречь, $E_\text{п}$ отсчитывается от положения равновесия. Определить верные утверждения из списка.Найти:
Верные утвержденияРешение:
Период колебаний маятника: $$T = \frac{1}{\nu} = \frac{1}{0{,}5} = 2 \text{ с}$$ Утверждение А: потенциальная энергия первый раз достигает максимума через 2 с. Неверно — первый максимум $E_\text{п}$ достигается в противоположном крайнем положении, то есть за $T/2 = 1 \text{ с}$, а не через 2 с. Утверждение Б: через 0,5 с маятник впервые вернётся в исходное положение. Неверно — полный период $T = 2 \text{ с}$, возврат в исходное положение происходит через 2 с. Утверждение В: при движении из положения 2 в положение 3 полная механическая энергия остаётся неизменной. Верно — при отсутствии сил трения выполняется закон сохранения механической энергии. Утверждение Г: кинетическая энергия первый раз достигает максимума через 0,5 с после начала движения. Верно — маятник отпустили из крайнего положения, за $T/4 = 0{,}5 \text{ с}$ он достигает нижней точки, где $E_\text{к}$ максимальна. Утверждение Д: при движении из положения 3 в положение 2 модуль силы натяжения нити увеличивается. Верно — при движении снизу вверх увеличивается скорость и центростремительное ускорение, что требует большего натяжения нити. В нижней точке $T_2 = mg + \frac{mv^2}{L}$, а в крайнем положении $T_1 = mg\cos\alpha$, и $T_2 \gt T_1$.Ответ
Видеоразбор
Другие задания по теме «Механические Колебания» (8)
- Задание 5 №00042969 — 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 x, мм…
- Задание 5 №00028689 — Небольшой груз массой 50 г подвешен на невесомой нерастяжимой нити длиной 60…
- Задание 5 №00028688 — Небольшой груз массой 0,1 кг подвешен на невесомой нерастяжимой нити длиной 40…
- Задание 5 №00025407 — Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе, соединён пружиной…
- Задание 5 №00025406 — В таблице представлены данные о положении шарика, прикреплённого к пружине и…
- Задание 5 №00025404 — Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе, соединён…
- Задание 5 №00025400 — На рисунке приведены зависимости координат x двух грузов 1 и 2 от времени t в…
- Задание 5 №00025389 — Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе, соединён пружиной…