Производные в… — Задание ЕГЭ по физике №00005640
Производные в Физике
№2. Задание без номера
ID: 00005640
Материальная точка совершает колебания по закону $x(t)=2\sin\left(\dfrac{\pi t}{4}\right)$, где $x$ — в метрах, $t$ — в секундах.
Как выглядит уравнение зависимости скорости от времени?
1) $\upsilon(t)=-\dfrac{\pi}{2}\cos\left(\dfrac{\pi t}{4}\right)$
2) $\upsilon(t)=\dfrac{\pi}{2}\cos\left(\dfrac{\pi t}{4}\right)$
3) $\upsilon(t)=\dfrac{\pi}{4}\cos\left(\dfrac{\pi t}{4}\right)$
4) $\upsilon(t)=-\dfrac{\pi}{4}\cos\left(\dfrac{\pi t}{4}\right)$
В ответе укажите номер правильного варианта.
Источник: Global_EE
Решение
Скорость — производная координаты по времени. Функция сложная: постоянный множитель $2$ (амплитуда колебаний), внешняя функция — синус, внутренняя — $\dfrac{\pi t}{4}$.
Множитель $2$ остаётся на месте. Производная синуса — косинус от той же внутренней части. Производная внутренней части: $\left(\dfrac{\pi t}{4}\right)'=\dfrac{\pi}{4}$.
Перемножаем: $$\upsilon(t)=2\cdot\cos\left(\dfrac{\pi t}{4}\right)\cdot\dfrac{\pi}{4}=\dfrac{\pi}{2}\cos\left(\dfrac{\pi t}{4}\right)$$ Это вариант 2.
В вариантах 3 и 4 потеряна двойка, стоявшая перед синусом. В вариантах 1 и 4 появился лишний минус: он возникает при дифференцировании косинуса, а не синуса.
Проверим себя по смыслу: при $t=0$ точка проходит положение равновесия, и координата $2\sin\left(\dfrac{\pi t}{4}\right)$ в этот момент растёт. Значит, скорость там положительна — формула $\dfrac{\pi}{2}\cos 0=\dfrac{\pi}{2}$ это подтверждает.
Ответ
Другие задания по теме «Производные в Физике» (8)
- Задание — №00023494 — На графике показана зависимость координаты тела x от времени t. Касательная…
- Задание — №00023493 — На графике показана зависимость координаты тела x от времени t. Касательная…
- Задание — №00023489 — Координата тела меняется по закону: x(t) = 4 t в степени 1,5 − 12√t, где x в…
- Задание — №00023488 — Координата тела меняется по закону: x(t) = t³ − 4t² + 5t, где x в метрах, t в…
- Задание — №00023487 — Координата тела меняется по закону: x(t) = 3t² + 4t, где x в метрах, t в…
- Задание — №00023477 — На графике показана зависимость скорости тела v от времени t. Касательная…
- Задание — №00023476 — Тело подбросили вверх. На графике показана зависимость его координаты x от…
- Задание — №00023475 — Конденсатор разряжается. На графике показана зависимость его заряда q от…