Механические… — Задание 6 ЕГЭ по физике №00047677
Механические Колебания
№2. Задание 6
ID: 00047677
Материальная точка движется по оси $x$. Её координата меняется по закону $x(t)=A\cos(\omega t+\varphi_0)$.
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) период колебаний материальной точки
Б) амплитуда ускорения точки
ФОРМУЛА
1) $\dfrac{2\pi}{\omega}$
2) $2\pi\omega^2$
3) $\omega A$
4) $\omega^2A$
А | Б |
|---|---|
|
|
Источник: Сборник Демидовой 2019
Решение
Точка совершает гармонические колебания: $A$ — амплитуда, $\omega$ — циклическая частота, $\omega t+\varphi_0$ — фаза колебаний.
А) Период. Косинус повторяет свои значения, когда его аргумент увеличивается на $2\pi$. Значит, за период $T$ фаза должна вырасти ровно на $2\pi$:
$$\omega(t+T)+\varphi_0-(\omega t+\varphi_0)=2\pi\quad\Rightarrow\quad \omega T=2\pi,\qquad T=\dfrac{2\pi}{\omega}.$$Это формула $1$.
Б) Амплитуда ускорения. Скорость — производная координаты, ускорение — производная скорости:
$$v_x=-A\omega\sin(\omega t+\varphi_0),\qquad a_x=-A\omega^2\cos(\omega t+\varphi_0).$$Наибольшее значение $|a_x|$ равно $\omega^2A$. Это формула $4$. Формула $3$, $\omega A$, — амплитуда скорости.
Проверим себя. Чем больше $\omega$, тем быстрее растёт фаза и тем короче одно колебание: формула $1$ уменьшается с ростом $\omega$, а формула $2$ росла бы — к тому же она и не в секундах.
Ответ
Другие задания по теме «Механические Колебания» (8)
- 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 №00047670 — На подставке, прикреплённой к полу, покоится деревянный брусок. Система «брусок…
- 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…