Global EE

Механические… — Задание 5 ЕГЭ по физике №00025400

Задание №5. Механика. Выбор Утверждений

Механические Колебания

№2. Задание 5

ID: 00025400

На рисунке приведены зависимости координат x двух грузов 1 и 2 от времени t в процессе их малых колебаний на гладкой горизонтальной плоскости. Грузы имеют одинаковую массу m и прикреплены к пружинам жёсткостью $k_{1}$ (груз 1) и жёсткостью $k_{2}$ (груз 2). Колебания груза 1 обозначены сплошной линией, груза 2 – пунктиром. Выберите все верные утверждения о движении грузов.

1) Периоды колебаний грузов одинаковы.

2) Максимальные потенциальные энергии деформированных пружин одинаковы.

3) Жёсткость пружины $k_{1}$ меньше жёсткости пружины $k_{2}$.

4) Амплитуды колебаний грузов одинаковы.

5) Максимальная кинетическая энергия груза 1 в четыре раза больше, чем максимальная кинетическая энергия груза 2.

Рисунок к заданию 5 ЕГЭ по физике — Механические Колебания

Источник: ФИПИ

Решение

На рисунке — колебания двух грузов: сплошная линия для первого, пунктир для второго. С графика снимаем две вещи: амплитуду (насколько далеко груз уходит от положения равновесия) и период (сколько длится одно полное колебание).

У первого груза амплитуда 2 см, у второго 1 см. А период у обоих одинаковый — 4 секунды. Значит утверждение 1 верное, а утверждение 4 (амплитуды одинаковы) — нет.

Период пружинного маятника зависит только от массы и жёсткости: $T=2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}$. Массы у грузов одинаковые, периоды тоже — значит и жёсткости пружин одинаковы, $k_1=k_2$. Утверждение 3 (первая пружина мягче) неверно.

Максимальная потенциальная энергия сжатой пружины равна $\dfrac{kA^2}{2}$. Жёсткости равны, а амплитуды отличаются в 2 раза, значит энергии отличаются в $2^2=4$ раза — одинаковыми они быть не могут. Утверждение 2 неверно.

Наконец, вся энергия колебаний по очереди переходит из потенциальной в кинетическую и обратно, поэтому максимальная кинетическая энергия равна максимальной потенциальной. У первого груза она как раз в 4 раза больше — утверждение 5 верное.

Ответ

15

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 «Механические Колебания» (8)