Global EE

Законы Сохранения — Задание 5 ЕГЭ по физике №00025381

Задание №5. Механика. Выбор Утверждений

Законы Сохранения

№2. Задание 5

ID: 00025381

Учащиеся роняли с башни шарики для настольного тенниса и снимали их полёт цифровой видеокамерой. Обработка видеозаписей позволила построить графики зависимости пути s , пройденного шариком, и его скорости $\upsilon$ от времени падения t .

Выберите два верных утверждения, характеризующих наблюдаемое падение.

1) В течение всего времени падения (0– $t_{5}$) потенциальная энергия шарика в поле тяжести, отсчитываемая от основания башни, уменьшалась.

2) В течение всего времени падения (0– $t_{5}$) величина импульса шарика постоянно возрастала.

3) Величина ускорения, с которым падал шарик, уменьшалась в интервале времени (0– $t_{3}$).

4) Величина ускорения, с которым падал шарик, увеличивалась в интервале времени (0– $t_{3}$) и оставалась постоянной при t > $t_{4}$.

5) Сумма кинетической и потенциальной энергий шарика оставалась неизменной во время падения.

Рисунок к заданию 5 ЕГЭ по физике — Законы Сохранения

Рисунок к заданию 5 ЕГЭ по физике — Законы Сохранения

Источник: ФИПИ

Решение

Школьники снимали на камеру падение шариков для настольного тенниса и построили два графика: путь $s(t)$ и скорость $\upsilon(t)$. Шарики для пинг-понга очень лёгкие, поэтому сопротивление воздуха для них ощутимо — это ключ к задаче.

На графике скорости видно: сначала скорость растёт быстро, а затем рост замедляется, и к моменту $t_3$ график выходит на постоянный уровень — скорость перестаёт расти. Значит, ускорение (наклон графика скорости) в промежутке $(0,t_3)$ уменьшается — сначала оно близко к $g$, а по мере роста скорости сопротивление воздуха растёт и «съедает» разгон. Утверждение 3 верно, а утверждение 4 (будто ускорение увеличивалось) — неверно.

Шарик всё это время падает вниз, то есть непрерывно опускается ниже и ниже относительно основания башни — а значит, потенциальная энергия относительно основания башни всё время уменьшается, весь путь от $0$ до $t_5$. Утверждение 1 верно.

Импульс шарика $p=m\upsilon$ пропорционален скорости. Но скорость после $t_3$ выходит на постоянный уровень и дальше не растёт — значит, и импульс перестаёт расти. Утверждение 2 неверно.

Раз скорость выходит на постоянный уровень (то есть присутствует сила сопротивления воздуха, которая гасит часть энергии), полная механическая энергия шарика не сохраняется — часть переходит в тепло из-за трения о воздух. Утверждение 5 неверно.

Верны утверждения 1 и 3.

Ответ

13

Разбор зашёл? Дальше — вживую

Эту задачу мы уже разобрали 🦾 На пробном найдём тему, где у тебя сейчас пробел, и закроем её вместе.

Попробовать →
Влад Перетрухин
Потренируй предмет в боюНа Арену →
Следующее задание темы →
Похожие задания по теме «Законы Сохранения» (8)