Задание 5 ЕГЭ по физике: На рисунке приведены графики зависимости проекции v индекс x… | Global EE
№2. Задание 5
ID: 00004184
На рисунке приведены графики зависимости проекции v_x скорости от времени t для двух тел А и В, движущихся вдоль оси О_х. Выберите все верные утверждения о характере движения тел.
1) Тело А движется равноускоренно с ускорением 5 м/с^2.
2) Тело В за первые 2 секунды движения переместилось в положительном направлении оси О_X на расстояние не менее 50 м.
3) За промежуток времени от 0 до 8 с перемещение тела А равно 0.
4) В момент времени 2 с тело В изменило направление своего движения.
5) В момент времени 6 с тела А и В встретились.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
Графики v_x(t) для тел A и B. По графику: тело A — линейная зависимость, начальная скорость v_{0x} = -20 \text{ м/с}, в момент t = 4 \text{ с} скорость v_x = 0, в момент t = 8 \text{ с} скорость v_x = 20 \text{ м/с}. Тело B — скорость всегда положительна, убывает к нулю после t = 6 \text{ с}.
Разбор утверждений:
Утверждение 1. Тело A движется равноускоренно с ускорением 5 \text{ м/с}^2.
Ускорение — это скорость изменения скорости. По графику, от t = 4 \text{ с} до t = 8 \text{ с} скорость изменилась от 0 до 20 \text{ м/с} за 4 \text{ с}:
a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{20 - 0}{8 - 4} = \frac{20}{4} = 5 \text{ м/с}^2
График линейный, значит движение равноускоренное. Утверждение 1 верно.Утверждение 2. Тело B за первые 2 с переместилось в положительном направлении не менее 5 м.
По графику, в интервале от 0 до 2 \text{ с} скорость тела B составляет более 25 \text{ м/с} (порядка 28–30 \text{ м/с}). Перемещение — площадь под графиком. Даже при минимальной оценке v \approx 25 \text{ м/с}:
s \approx 25 \cdot 2 = 50 \text{ м} \gg 5 \text{ м}
Утверждение 2 верно.
Утверждение 3. За промежуток от 0 до 8 с перемещение тела A равно нулю.
Начальная скорость v_0 = -20 \text{ м/с}, ускорение a = 5 \text{ м/с}^2:
s = v_0 t + \frac{a t^2}{2} = -20 \cdot 8 + \frac{5 \cdot 64}{2} = -160 + 160 = 0 \text{ м}
Утверждение 3 верно.
Утверждение 4. В момент t = 2 \text{ с} тело B изменило направление движения.
По графику скорость тела B всегда положительна на рассматриваемом промежутке. Направление не менялось. Утверждение 4 неверно.Утверждение 5. В момент t = 6 \text{ с} тела встретились.
Одинаковая скорость в t = 6 \text{ с} ещё не означает встречи: начальные координаты тел неизвестны. Утверждение 5 неверно.