Колебания и Волны — Задание 4 ЕГЭ по физике №00015426
Колебания и Волны
№2. Задание 4
ID: 00015426
Груз, закреплённый на лёгкой пружине жёсткостью $200$ Н/м, совершает вертикальные колебания. На рисунке изображены графики зависимости смещения $x$ груза от времени $t$ и проекции $V_x$ скорости груза от времени. Определите, чему равна масса груза. Ответ выразите в кг.

Источник: ФИПИ
Решение
Что видим на рисунке
Два графика с общей осью времени. Верхний — смещение $x$ в сантиметрах: качается между $+1$ и $-1$ см, значит амплитуда $A=1$ см $=0,01$ м. Нижний — проекция скорости $V_x$ в см/с: качается между $+20$ и $-20$ см/с, значит максимальная скорость $v_\text{макс}=20$ см/с $=0,2$ м/с.
Находим циклическую частоту
При гармонических колебаниях $v_\text{макс}=\omega A$. Отсюда
$\omega=\dfrac{v_\text{макс}}{A}=\dfrac{0,2}{0,01}=20\ \text{рад/с}.$
Идея для массы
Для пружинного маятника $\omega=\sqrt{\dfrac{k}{m}}$, откуда $m=\dfrac{k}{\omega^2}$.
Считаем
$m=\dfrac{k}{\omega^2}=\dfrac{200}{20^2}=\dfrac{200}{400}=0,5\ \text{кг}.$
Ответ
Видеоразбор
Другие задания по теме «Колебания и Волны» (8)
- Задание 4 №00045252 — Мальчик несет на коромыслах ведра с водой, период собственных колебаний которых…
- Задание 4 №00045251 — Канатоходец заметил, что, когда он наступает на канат, то он выглядит так, как…
- Задание 4 №00045250 — Отношение длин волн в средах 1 и 2 дробь: числитель: лямбда индекс 1,…
- Задание 4 №00045249 — Смещение груза пружинного маятника меняется с течением времени по закону x…
- Задание 4 №00045248 — На рисунке приведён график зависимости кинетической энергии E индекс к…
- Задание 4 №00045247 — Период гармонических колебаний массивного груза на лёгкой пружине равен 1,2 с.…
- Задание 4 №00045246 — В таблице представлены данные о положении шарика, колеблющегося вдоль оси Ox, в…
- Задание 4 №00045245 — Математический маятник длиной 2 м начинает совершать колебания из положения…