Колебания — Задание 14 ОГЭ по физике №00003659 | Global EE
Колебания — Задание 14 ОГЭ по физике №00003659
№2. Задание 14
ID: 00003659
На рисунке представлен график зависимости потенциальной энергии математического маятника, совершающего гармонические колебания, от времени. Потенциальная энергия отсчитывалась от положения равновесия.
Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Запишите в ответе их номера.
1) В момент времени t = 1,5 с кинетическая энергия маятника равна его потенциальной энергии.
2) В момент времени, соответствующий точке А на графике, кинетическая энергия маятника равна 3 Дж.
3) Потенциальная энергия маятника в момент времени, соответствующий точке Б на графике, равна 2 Дж.
4) Маятник совершает затухающие колебания.
5) Период колебаний маятника составляет 4 с.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
График $E_p(t)$ математического маятника
$E_{p,\max} = 4 \text{ Дж}$
Период колебаний энергии $T_E = 2 \text{ с}$
Найти:
Два верных утверждения
⠀
Решение:
Полная механическая энергия сохраняется (нет трения):
$$E = E_p + E_k = \text{const} = 4 \text{ Дж}$$
1) При $t = 1{,}5$ с: по графику $E_p = 2$ Дж, значит $E_k = 4 - 2 = 2$ Дж. Кинетическая равна потенциальной — верно.
2) В точке А: $E_p = 3$ Дж, значит $E_k = 4 - 3 = 1$ Дж, а не 3 Дж — неверно.
3) В точке Б: по графику $E_p \approx 1{,}5$ Дж, а не 2 Дж — неверно.
4) Колебания гармонические (амплитуда не убывает) — не затухающие — неверно.
5) Энергия колеблется с удвоенной частотой: $T_E = 2$ с, значит период маятника:
$$T = 2T_E = 2 \cdot 2 = 4 \text{ с}$$
Верно.
