Колебания — Задание 22 ЕГЭ по физике №00010737
Колебания
№2. Задание 22
ID: 00010737
Скорость колеблющегося тела изменяется по закону V = 0,5cos(4t). Чему равно ускорение в момент, когда скорость равна 30 см/с?
Источник: ФИПИ
Решение
Скорость колеблющегося тела задана: $v=0{,}5\cos(4t)$ (в СИ). Ускорение — это скорость изменения скорости, то есть производная скорости по времени.
Найдём ускорение. Продифференцируем: $a=\dfrac{dv}{dt}=-0{,}5\cdot4\sin(4t)=-2\sin(4t).$ Видно, что амплитуда скорости $v_m=0{,}5\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$, а амплитуда ускорения $a_m=2\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$.
Свяжем момент по скорости. В нужный момент $v=30\ \frac{\text{см}}{\text{с}}=0{,}3\ \frac{\text{м}}{\text{с}}$. Значит $\cos(4t)=\dfrac{0{,}3}{0{,}5}=0{,}6$, тогда $\sin(4t)=\pm\sqrt{1-0{,}6^2}=\pm0{,}8.$
Найдём ускорение в этот момент. $a=-2\cdot(\pm0{,}8)=\mp1{,}6\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}.$ По модулю $1{,}6\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$; в ответе берут значение $-1{,}6\ \frac{\text{м}}{\text{с}^2}.$
Ответ
-1,6
Видеоразбор
Другие задания по теме «Колебания» (8)
- Задание 22 №00026376 — Небольшой брусок массой m = 100 г, скользящий по гладкой горизонтальной…
- Задание 22 №00026342 — Груз, подвешенный на пружине жёсткостью 200 Н/м, отклонили от положения…
- Задание 22 №00026334 — Груз массой 2 кг, закреплённый на лёгкой пружине жёсткостью 200 Н/м, совершает…
- Задание 22 №00022473 — Груз массой 2 кг, закреплённый на пружине жёсткостью 200 Н/м, совершает…
- Задание 22 №00018076 — Скорость тела массой 400 г, совершающего колебательное движение, меняется по…
- Задание 22 №00018075 — Смещение груза пружинного маятника меняется с течением времени по закону x…
- Задание 22 №00018074 — Груз массой 1,5 кг, подвешенный на пружине жёсткостью 600 Н/м, совершает…
- Задание 22 №00018073 — Груз массой 1 кг, подвешенный на пружине жёсткостью 400 Н/м, совершает…