Динамика — Задание 5 ЕГЭ по физике №00041143

1. Груз висит на пружине неподвижно, значит сила упругости уравновешивает силу тяжести:

$F_{\text{упр}} = k\Delta l = mg ; \Rightarrow ; k = \dfrac{mg}{\Delta l}$

Закон Гука выполняется, если для всех опытов с одной пружиной жёсткость получается одинаковой (в пределах погрешности).

2. Считаем жёсткость для пружины №1, подбирая удлинение в пределах $\pm 0{,}1$ см:

опыт 1: $k = \dfrac{0{,}04 \cdot 10}{0{,}020} = 20$ Н/м

опыт 2: $k = \dfrac{0{,}08 \cdot 10}{0{,}040} = 20$ Н/м

опыт 3: $k = \dfrac{0{,}12 \cdot 10}{0{,}060} = 20$ Н/м

Значения совпадают — для пружины №1 закон Гука выполняется, её жёсткость 20 Н/м.

3. Считаем жёсткость для пружины №2:

опыт 4: $k = \dfrac{0{,}16 \cdot 10}{0{,}085} \approx 19$ Н/м

опыт 5: $k = \dfrac{0{,}20 \cdot 10}{0{,}110} \approx 18$ Н/м

опыт 6: $k = \dfrac{0{,}24 \cdot 10}{0{,}135} \approx 18$ Н/м

Даже с учётом погрешности $\pm 0{,}1$ см эти значения не сходятся к одному числу и уменьшаются с ростом массы. Для пружины №2 закон Гука не выполняется.

4. Разбираем утверждения:

1. Неверно — для последних трёх опытов закон Гука не выполняется.

2. Неверно — жёсткость не увеличивается, а уменьшается.

3. Верно — закон Гука выполняется только для первых трёх опытов.

4. Верно — жёсткость пружины в первых трёх опытах равна 20 Н/м.

5. Неверно — 40 Н/м не получается ни в одном опыте.

Ответ: 34