Задание 5 ЕГЭ по физике: Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе,…
№2. Задание 5
ID: 00025404
Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе, соединён горизонтальной пружиной с вертикальной стенкой. Груз немного смещают от положения равновесия и отпускают из состояния покоя, после чего он начинает колебаться, двигаясь вдоль оси пружины, параллельно которой направлена ось Ox. Погрешность измерения координаты равна 0,1 см, времени — 0,1 с.
В таблице приведены значения координаты груза x в различные моменты времени t:
- 0{,}0 с — 4{,}0 см
- 0{,}2 с — 2{,}8 см
- 0{,}4 с — 0{,}0 см
- 0{,}6 с — -2{,}8 см
- 0{,}8 с — -4{,}0 см
- 1{,}0 с — -2{,}8 см
- 1{,}2 с — 0{,}0 см
Выберите все верные утверждения о результатах этого опыта на основании данных, содержащихся в таблице.
1) Период колебаний груза равен 1,6 с.
2) Частота колебаний груза равна 1 Гц.
3) В момент времени 1,2 с потенциальная энергия пружины минимальна.
4) В момент времени 0,8 с ускорение груза максимально.
5) Модуль силы, с которой пружина действует на груз, в момент времени 0,8 с меньше, чем в момент времени 1,2 с.
Источник: ФИПИ
Решение
Груз качается на пружине без трения между крайними точками x=4 см и x=-4 см.
Полный цикл: максимум 4 см при t=0, ноль при t=0{,}4, минимум -4 см при t=0{,}8, ноль при t=1{,}2, максимум снова при t=1{,}6 — период T=1{,}6 с. Утверждение 1 верно.
Частота: \nu=\dfrac{1}{1{,}6}=0{,}625 Гц, а не 1 Гц. Утверждение 2 неверно.
В момент t=1{,}2 с координата x=0 — пружина не деформирована, потенциальная энергия минимальна (равна нулю). Утверждение 3 верно.
В момент t=0{,}8 с координата x=-4 см — крайняя точка, где деформация (и сила, и ускорение) максимальны. Утверждение 4 верно.
Сравним модуль силы пружины (пропорционален |x|) в этих двух моментах: при t=0{,}8 с |x|=4 см (максимум), при t=1{,}2 с |x|=0 (минимум) — сила в момент 0{,}8 с БОЛЬШЕ, а не меньше. Утверждение 5 неверно.
Верны утверждения 1, 3 и 4.
Ответ
134