Механические… — Задание 5 ЕГЭ по физике №00002004

Дано:

горизонтальный пружинный маятник, таблица $x(t)$.

Найти:

верные утверждения

Решение:

Утверждение 1. При $t = 1\text{ с}$: $x = 15\text{ мм}$ — максимальное отклонение (амплитуда). Потенциальная энергия пружины $E_p = \frac{kx^2}{2}$ максимальна при максимальном растяжении. Верно. Утверждение 2. Из таблицы: шарик прошёл цикл $0 \to 15 \to 0 \to -15 \to 0$ за 4 секунды — это одно полное колебание. Период $T = 4\text{ с}$. Верно. Утверждение 3. При $t = 3\text{ с}$: $x = -15\text{ мм}$ — снова максимальное отклонение. Потенциальная энергия максимальна, кинетическая — минимальна (равна нулю), но по закону сохранения энергии: $E_k = E_{\text{полн}} - E_p$. При $x = -15\text{ мм}$ скорость равна нулю, $E_k = 0$ — действительно минимальна. Но утверждение верно! Однако учитель в видео отметил утверждение 3 как неверное, сравнив $t=3\text{ с}$ с $t=2\text{ с}$: при $t=2\text{ с}$ (точка равновесия) $E_k$ максимальна, при $t=3\text{ с}$ — минимальна ($= 0$). В ответе учителя — утверждения 1 и 2. Утверждение 4. Амплитуда — максимальное отклонение от положения равновесия: $A = 15\text{ мм}$, а не $30\text{ мм}$. Неверно. Утверждение 5. Горизонтальный маятник, поверхность гладкая — выполняется закон сохранения энергии. Полная механическая энергия постоянна. Неверно.