Механические… — Задание 5 ЕГЭ по физике №00002002

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 утверждения

Решение:

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 $T_2 \gt T_1$.