Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость периода свободных колебаний пружинного маятника от жёсткости пружины. У него имеется пять пружинных маятников, характеристики которых приведены в таблице. Какие два маятника необходимо взять ученику, чтобы провести данное исследование? Характеристики маятников: №1 — жёсткость пружины 40 Н/м, объём груза 30 см³, материал — алюминий №2 — жёсткость пружины 40 Н/м, объём груза 60 см³, материал — алюминий №3 — жёсткость пружины 60 Н/м, объём груза 30 см³, материал — медь №4 — жёсткость пружины 80 Н/м, объём груза 30 см³, материал — алюминий №5 — жёсткость пружины 60 Н/м, объём груза 60 см³, материал — медь Запишите в таблицу номера выбранных маятников.

Задание 4 ЕГЭ по физике: Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость периода…

№2. Задание 4

ID: 00025344

Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость периода свободных колебаний пружинного маятника от жёсткости пружины. У него имеется пять пружинных маятников, характеристики которых приведены в таблице. Какие два маятника необходимо взять ученику, чтобы провести данное исследование?

Характеристики маятников:

№1 — жёсткость пружины 40 Н/м, объём груза 30 см³, материал — алюминий
№2 — жёсткость пружины 40 Н/м, объём груза 60 см³, материал — алюминий
№3 — жёсткость пружины 60 Н/м, объём груза 30 см³, материал — медь
№4 — жёсткость пружины 80 Н/м, объём груза 30 см³, материал — алюминий
№5 — жёсткость пружины 60 Н/м, объём груза 60 см³, материал — медь

Запишите в таблицу номера выбранных маятников.

Источник: ФИПИ

Решение

Период пружинного маятника: $T=2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}$ . Чтобы честно проверить влияние жёсткости, нужно взять два маятника с ОДИНАКОВОЙ массой груза, но с РАЗНОЙ жёсткостью пружины.

Масса груза зависит от объёма и материала. Ищем в таблице маятники с одинаковым материалом и объёмом груза — это №1 (алюминий, 30 см³) и №4 (алюминий, 30 см³). У них одинаковая масса.

А жёсткость пружины у них разная: у №1 — 40 Н/м, у №4 — 80 Н/м.

Значит, маятники №1 и №4 — нужная пара: масса груза одна и та же, а жёсткость — разная, поэтому разница в периоде колебаний будет вызвана именно жёсткостью пружины.

Ответ