Задание 20 ЕГЭ по физике: Пружинный маятник представляет собой систему, состоящую из… | Global EE
№2. Задание 20
ID: 00005491
Пружинный маятник представляет собой систему, состоящую из груза, закреплённого на гладкой горизонтальной спице, и двух одинаковых лёгких пружин, прикреплённых к грузу с двух сторон. Другие концы пружин прикреплены к стенкам. В положении равновесия пружины не деформированы. В таблице приведены возможные комплекты грузов и пружин, которые можно использовать для сборки такого маятника. Какие два комплекта необходимо использовать для того, чтобы установить, как зависит период колебаний этого маятника от массы груза?
Источник: ФИПИ
Решение
Решение:
Период колебания пружинного маятника:
T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}
где m — масса груза, k — жёсткость системы пружин.
Чтобы исследовать зависимость T от m, необходимо, чтобы жёсткость k была одинаковой во всех выбираемых опытах, а масса m — разной.
В таблице опыты с одинаковой жёсткостью \left(\dfrac{k}{2}\right) — это опыт 2 и опыт 4.
В остальных опытах жёсткость пружинной системы различается, поэтому они не позволяют выявить зависимость именно от массы.
Таким образом, при переходе от опыта 2 к опыту 4 меняется только масса груза при неизменной жёсткости — условие корректного эксперимента выполнено.
