Задание 4 ЕГЭ по физике: Ученик изучает свободные колебания маятника. В его распоряжении…
№2. Задание 4
ID: 00025319
Ученик изучает свободные колебания маятника. В его распоряжении имеется пять маятников, характеристики которых указаны в таблице. Какие два маятника необходимо взять ученику для того, чтобы на опыте выяснить, зависит ли период свободных колебаний маятника от массы шарика?
Характеристики маятников:
- №1 — длина нити 2,0 м, объём шарика 8 см³, материал — алюминий
- №2 — длина нити 0,5 м, объём шарика 5 см³, материал — алюминий
- №3 — длина нити 1,0 м, объём шарика 5 см³, материал — сталь
- №4 — длина нити 1,5 м, объём шарика 8 см³, материал — алюминий
- №5 — длина нити 1,0 м, объём шарика 5 см³, материал — алюминий
Запишите в ответе номера выбранных маятников.
Источник: ФИПИ
Решение
Разберёмся, что тут проверяют. Период маятника на нити зависит от длины нити и от ускорения свободного падения — и не должен зависеть от массы груза. Чтобы доказать это на опыте, нужно взять два маятника с ОДИНАКОВОЙ длиной нити, но с РАЗНОЙ массой шарика — тогда, если период у них совпадёт, это подтвердит независимость периода от массы.
Ищем в таблице пару с одинаковой длиной нити. Длина 1,0 м встречается у маятников №3 и №5.
Смотрим на массу шариков в этой паре. Объём у обоих одинаковый — 5 см³, но материал разный: у №3 — сталь, у №5 — алюминий. Сталь плотнее алюминия, значит при одинаковом объёме масса стального шарика больше. То есть масса у этих двух маятников разная, а длина нити — одинаковая.
Значит, маятники №3 и №5 — нужная пара: длина нити (единственное, что влияет на период) у них совпадает, а масса шарика — единственное отличие. Сравнив их периоды на опыте, ученик поймёт, зависит период от массы или нет.
Ответ
35