Законы Сохранения — Задание 6 ЕГЭ по физике №00016684

Идея

Координата $x(t)$ — парабола, значит движение равноускоренное: ускорение постоянно, скорость линейна. От этого «портрета» отталкиваемся и определяем, как во времени выглядит каждая из предложенных величин.

Как ведёт себя каждая величина

При $x = x_0 + v_0 t + \tfrac{a t^2}{2}$, $a=\text{const}$:

• Модуль скорости $|v_x| = |v_0 + a t|$ — линейно (если скорость меняет знак, график «отражается» от нуля и снова растёт).
• Модуль ускорения $|a| = \text{const}$ — горизонтальная прямая.
• Кинетическая энергия $E_{\text{к}} \sim v^2$ — парабола.
• Проекция перемещения $\Delta x = x - x_0$ — та же парабола, что и координата, но сдвинутая к нулю в начале.

Сопоставление

Парабола (ветвь) — это перемещение (4) либо кинетическая энергия (3); горизонтальная прямая — модуль ускорения (2); наклонная (по модулю) прямая — модуль скорости (1). Теперь смотрим на графики. График А — парабола, которая начинается в нуле при $t = 0$, сначала уходит ниже оси, а потом пересекает её снизу вверх. Начинаться с нуля и становиться отрицательной из списка может только проекция перемещения: модуль скорости, модуль ускорения и кинетическая энергия отрицательными не бывают. Форма тоже совпадает — график А повторяет параболу $x(t)$, только сдвинутую так, чтобы начинаться из нуля. Значит, А — это 4.

График Б — горизонтальная прямая выше оси: величина постоянна и положительна. Движение равноускоренное, поэтому постоянен модуль ускорения — 2. Модуль скорости и кинетическая энергия меняются со временем (в вершине параболы $x(t)$ скорость обращается в ноль), так что они не подходят.