Механические… — Задание 6 ЕГЭ по физике №00006434

Задание №6. Механика. Установление Соответствия

Механические Колебания

№2. Задание 6

ID: 00006434

Математический маятник совершает колебания в вязкой среде. Нить маятника лёгкая и нерастяжимая. Как в процессе этих колебаний изменяются модуль силы натяжения нити в момент максимального отклонения маятника и полная механическая энергия маятника?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Рисунок к заданию 6 ЕГЭ по физике — Механические Колебания

Источник: ФИПИ

Решение

Вязкая среда даёт силу сопротивления $\vec{F}_с$ , направленную против движения. Работа диссипативных сил за период отрицательна: $A_{внеш} \lt 0$ .

По теореме об изменении полной механической энергии:

$\Delta E_{мех} = A_{внеш} \lt 0$

Значит $E_{мех}$ уменьшается.

В точке максимального отклонения скорость $$v = 0$$ , вся энергия — потенциальная: $E_{мех} = mgh_{max}$ . Уменьшение $E_{мех}$ $\Rightarrow$ уменьшение $h_{max}$ $\Rightarrow$ уменьшение угла $\alpha$ .

Поскольку $$v = 0$$ , центростремительного ускорения нет. Второй закон Ньютона вдоль нити:

$T - mg\cos\alpha = 0 \;\Rightarrow\; T = mg\cos\alpha$

При уменьшении $\alpha$ косинус $\cos\alpha$ растёт (стремится к 1), следовательно $$T$$ увеличивается.

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механические Колебания» (8)