Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00015921

Нужно выбрать два маятника, чтобы проверить, как период колебаний зависит от массы груза.

Период пружинного маятника $$T=2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}$$ зависит от массы груза $m$ и жёсткости пружины $k$. Чтобы увидеть влияние массы, у двух маятников массы должны быть разными, а всё остальное — одинаковым.

Идём по таблице. Одинаковая жёсткость $10$ Н/м у маятников 1, 3 и 5; одинаковая жёсткость $15$ Н/м — у маятников 2 и 4.

Маятники 1 и 3 не годятся: у них одинаковые массы ($200$ г), сравнивать нечего. Остаются пары 1 и 5, 3 и 5, 2 и 4 — в каждой жёсткость одна, а массы разные.

Теперь третий столбец — длина пружины. В формулу периода она не входит, но экспериментатор этого «не знает»: он как раз проверяет, от чего зависит период. Поэтому в честном опыте маятники должны отличаться только массой. У пары 3 и 5 длины разные ($25$ и $15$ см), у пары 2 и 4 тоже ($25$ и $15$ см). У маятников 1 и 5 длина одинаковая — $15$ см, жёсткость одинаковая — $10$ Н/м, а массы разные: $200$ и $400$ г. Это и есть нужная пара.