Механические… — Задание 5 ЕГЭ по физике №00022483

Тут перед нами табличка «время → координата». Задача — прочитать по ней, как тело качается, и проверить пять утверждений. Главное, что нужно вытащить из таблицы: где положение равновесия (центр качелей), какая амплитуда (насколько далеко тело уходит от центра) и какой период (за сколько тело успевает сделать одно полное колебание).

Смотрим на числа. Тело гуляет между $x=0$ и $x=4$ см. Значит центр качелей ровно посередине — положение равновесия $x=2$ см, а от него тело отходит максимум на $2$ см в каждую сторону. Вот тебе и амплитуда: $A=2$ см.

Сразу закрываем пункт 3: там написано, что амплитуда $4$ см, а на деле $2$ см. Неверно.

Теперь период. В момент $t=0$ тело в крайней точке $x=4$, и снова в такой же крайней точке $x=4$ оно оказывается при $t=0{,}8$ с. Один полный цикл занял $T=0{,}8$ с. Частота — это сколько колебаний в секунду, считается как $\nu=\dfrac{1}{T}$:

$$\nu=\dfrac{1}{0{,}8}=1{,}25\ \text{Гц}$$

В пункте 1 обещали $2{,}5$ Гц — не сходится. Неверно.

Пункт 2 про ускорение. У качелей ускорение самое большое там, где тело дальше всего от центра: там сила, возвращающая тело, максимальна. Дальше всего тело в момент $t=0{,}4$ с — координата $x=0$, это крайняя точка. Значит ускорение там максимально. Верно.

Пункт 4: в момент $t=1{,}0$ с в таблице стоит $x=2$ см — это как раз положение равновесия, центр. Тело проходит через центр. Верно.

Пункт 5 про потенциальную энергию. Она максимальна там, где тело дальше всего от центра (максимально «взведено»). А в момент $t=0{,}6$ с координата $x=2$ см — это центр, равновесие. В центре энергия положения минимальна, а не максимальна. Неверно.

Итого совпали с реальностью только утверждения 2 и 4.