Механические… — Задание 5 ЕГЭ по физике №00015212

Идея

Положение 2 — это нижняя точка (равновесие), положения 1 и 3 — крайние точки слева и справа. Колебания малые, поэтому период постоянен, а энергия сохраняется (воздух не мешает). Разберём каждое утверждение.

Утверждение 1 — верно

В нижней точке нить тянет вверх, а вес тянет вниз, и груз движется по дуге, то есть имеет центростремительное ускорение, направленное вверх к точке подвеса. По второму закону Ньютона $T_{нат}-mg=\dfrac{mv^2}{L}$, откуда $T_{нат}=mg+\dfrac{mv^2}{L}$. Уже $mg=0{,}5\cdot10=5$ Н, а из-за слагаемого $\dfrac{mv^2}{L}$ натяжение в нижней точке строго больше $5$ Н. Верно.

Утверждение 2 — неверно

Скорость (а значит, и кинетическая энергия) максимальна в нижней точке. От старта в крайнем положении 1 до нижней точки проходит четверть периода: $t=\dfrac{T}{4}=\dfrac{2}{4}=0{,}5$ с, а не $4$ с. Неверно.

Утверждение 3 — верно

Сопротивления нет, силы тяжести и натяжения консервативны (натяжение работы не совершает, оно перпендикулярно скорости). Полная механическая энергия сохраняется на любом участке. Верно.

Утверждение 4 — неверно

Маятник симметричен: путь $1\to2$ и путь $2\to3$ — это две одинаковые четверти периода, каждая длится $T/4$. Времена равны, поэтому «больше» — неверно.

Утверждение 5 — неверно

Частота — величина, обратная периоду: $\nu=\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{2}=0{,}5$ Гц, а не $2$ Гц. Неверно.