Механические… — Задание 6 ЕГЭ по физике №00047670
Механические Колебания
№2. Задание 6
ID: 00047670
На подставке, прикреплённой к полу, покоится деревянный брусок. Система «брусок + подставка» начинает совершать вертикальные гармонические колебания по закону
$$x=A\sin(\omega t).$$
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым они рассчитываются.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) Ускорение
Б) Скорость
ФОРМУЛЫ
1) $A\omega^2\cos(\omega t)$
2) $-A\omega^2\sin(\omega t)$
3) $A\omega\cos(\omega t)$
4) $-A\omega\sin(\omega t)$
А | Б |
|---|---|
|
|
Источник: Демоверсия ЕГЭ 2022
Решение
Брусок колеблется вместе с подставкой по закону $x=A\sin(\omega t)$. Под «скоростью» и «ускорением» здесь понимаются их проекции на ось $x$ как функции времени. Скорость — производная координаты, ускорение — производная скорости.
Б) Скорость. Производная синуса — косинус, и из-под знака функции выходит множитель $\omega$:
$$v_x=x'(t)=A\omega\cos(\omega t).$$Это формула $3$.
А) Ускорение. Производная косинуса — минус синус, и ещё раз выходит множитель $\omega$:
$$a_x=v_x'(t)=-A\omega^2\sin(\omega t).$$Это формула $2$. Заметь: $a_x=-\omega^2x$ — ускорение всегда направлено к положению равновесия, как и должно быть при гармонических колебаниях.
Проверим себя. В момент $t=0$ система проходит положение равновесия ($x=0$) и движется в сторону роста $x$: скорость наибольшая и положительна — формула $3$ даёт $A\omega$; ускорение в положении равновесия равно нулю — формула $2$ даёт $0$.
Ответ
Другие задания по теме «Механические Колебания» (8)
- Задание 6 №00047677 — Материальная точка движется по оси x. Её координата меняется по закону x левая…
- Задание 6 №00047675 — Тело массой m, прикреплённое к пружине жёсткостью k, совершает свободные…
- Задание 6 №00047674 — Математический маятник установлен на поверхности некоторой планеты и совершает…
- Задание 6 №00047673 — Математический маятник установлен на поверхности некоторой планеты и совершает…
- Задание 6 №00047672 — Источник звука совершает N колебаний за промежуток времени t. Частоту колебаний…
- Задание 6 №00047671 — К потолку лифта с помощью тонкой нерастяжимой нити привязан небольшой шарик,…
- Задание 6 №00047666 — Материальная точка движется по оси x. Её координата меняется по закону x левая…
- Задание 6 №00047664 — Тело массой m, прикреплённое к пружине жёсткостью k, совершает свободные…