Законы Сохранения — Задание 5 ЕГЭ по физике №00045398

1. Неверно

По закону сохранения импульса:

$mv_0 = (m + M)v_{max},$

где $v_0$ — скорость пули, $v_{max}$ — скорость тела сразу после столкновения. Это скорость в положении равновесия, то есть максимальная скорость при колебаниях.

Максимальная скорость равна:

$v_{max} = A \cdot \omega = A\sqrt{\dfrac{g}{l}}.$

Отсюда амплитуда:

$A = \dfrac{mv_0}{m + M}\sqrt{\dfrac{l}{g}}.$

Амплитуда колебаний обратно зависит от массы шара.

2. Верно

Система «пуля + шар» не замкнута: на неё действуют сила тяжести и сила натяжения нити. Но в момент удара нить вертикальна, и обе эти силы направлены вертикально. Горизонтальных внешних сил нет, а удар длится очень короткое время. Поэтому проекция импульса системы на горизонтальную ось сохраняется, и закон сохранения импульса в процессе застревания применим.

3. Верно

Период можно найти по формуле:

$T = 2\pi\sqrt{\dfrac{l}{g}},$

то есть он не зависит от массы.

4. Неверно

При соударении пули и шара закон сохранения импульса, правда, выполняется, но в данном вопросе спрашивается про весь процесс, рассматриваемый в этой задаче, то есть требуется учесть колебания шара с пулей. При колебаниях на систему действует равнодействующая силы тяжести и силы натяжения нити — возвращающая внешняя сила, которая приводит к тому, что закон сохранения импульса не выполняется во всём процессе. А сумма потенциальной и кинетической энергий уменьшается из-за неупругого соударения.

5. Неверно

Шар с пулей движется по дуге окружности, скорость меняется и по направлению, и по величине. Ускорение меняется как по направлению, так и по величине.