Небольшой груз массой 50 г подвешен на невесомой нерастяжимой нити длиной 60 см. В результате толчка горизонтальной силой груз пришёл в движение. В таблице приведена зависимость от времени t высоты груза h относительно положения равновесия. На основании данных, приведённых в таблице, выберите два верных утверждения о движении груза и укажите их номера. Зависимость высоты груза h от времени t t, с h, см 0 0 0,2 18 0,4 30 0,6 18 0,8 0 1,0 18 1,2 30 1,4 18 1,6 0 1) Частота колебаний груза равна 1,25 Гц. 2) В момент времени 1,2 с скорость груза максимальна. 3) В промежуток времени от 0,2 с до 1,4 с кинетическая энергия груза достигла минимального значения 2 раза. 4) В момент 0,8 с кинетическая энергия груза равна 0,15 Дж. 5) Максимальный угол отклонения нити от вертикали равен 30°.

Механические… — Задание 5 ЕГЭ по физике №00028689

Задание №5. Механика. Выбор Утверждений

Механические Колебания

№2. Задание 5

ID: 00028689

Небольшой груз массой 50 г подвешен на невесомой нерастяжимой нити длиной 60 см. В результате толчка горизонтальной силой груз пришёл в движение. В таблице приведена зависимость от времени $$t$$ высоты груза $$h$$ относительно положения равновесия. На основании данных, приведённых в таблице, выберите два верных утверждения о движении груза и укажите их номера.

Зависимость высоты груза $$h$$ от времени $$t$$
$$t$$ , с	$$h$$ , см
$$0$$	$$0$$
$$0{,}2$$	$$18$$
$$0{,}4$$	$$30$$
$$0{,}6$$	$$18$$
$$0{,}8$$	$$0$$
$$1{,}0$$	$$18$$
$$1{,}2$$	$$30$$
$$1{,}4$$	$$18$$
$$1{,}6$$	$$0$$

1) Частота колебаний груза равна 1,25 Гц.

2) В момент времени 1,2 с скорость груза максимальна.

3) В промежуток времени от 0,2 с до 1,4 с кинетическая энергия груза достигла минимального значения 2 раза.

4) В момент 0,8 с кинетическая энергия груза равна 0,15 Дж.

5) Максимальный угол отклонения нити от вертикали равен 30°.

Источник: ФИПИ

Решение

Груз качается на нити маятником; в таблице — высота подъёма $$h$$ над нижней точкой (она неотрицательна, ведь маятник проходит нижнюю точку дважды за период).

$$h=0$$ повторяется через $$0{,}8$$ с, но так как нижняя точка проходится дважды за полный период, настоящий период вдвое больше: $$T=1{,}6$$ с. Частота $\nu=\dfrac{1}{1{,}6}=0{,}625$ Гц, а не $$1{,}25$$ Гц. Утверждение 1 неверно.

В момент $$t=1{,}2$$ с $$h=30$$ см — это верхняя (крайняя) точка, где груз на мгновение останавливается: скорость там равна нулю, а не максимальна. Утверждение 2 неверно.

Кинетическая энергия минимальна (равна нулю) в крайних точках — по таблице это $$t=0{,}4$$ с и $$t=1{,}2$$ с. Оба момента попадают в промежуток $[0{,}2;\,1{,}4]$ — то есть минимум достигается дважды. Утверждение 3 верно.

В момент $$t=0{,}8$$ с $$h=0$$ — нижняя точка, скорость максимальна, и по закону сохранения энергии вся потенциальная энергия из верхней точки переходит в кинетическую: $E_{к.\max}=mgh_{\max}=0{,}05\cdot10\cdot0{,}30=0{,}15$ Дж. Утверждение 4 верно.

Максимальный угол отклонения: из $h_{\max}=L(1-\cos\theta)$ получаем $0{,}30=0{,}60(1-\cos\theta)$ , откуда $\cos\theta=0{,}5$ , значит $\theta=60°$ , а не $$30°$$ . Утверждение 5 неверно.

Верны утверждения 3 и 4.

Ответ

Разбор зашёл? Дальше — вживую

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

Попробовать →

Потренируй предмет в боюНа Арену →

Следующее задание темы →

Похожие задания по теме «Механические Колебания» (8)