Global EE

Колебания и… — Задание 12 ОГЭ по физике №00018146

Задание №12. Установление Соответствия

Колебания и Волны

№2. Задание 12

ID: 00018146

Шарик массой $m$, подвешенный на нити длиной $l$ и совершающий гармонические колебания, проходит через положение равновесия со скоростью $V$. Установите соответствие между физическими величинами и формулами для расчёта этих величин. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А) полная механическая энергия шарика относительно положения равновесия

Б) модуль ускорения шарика при прохождении положения равновесия

 

ФОРМУЛЫ

1) $\dfrac{V^2}{l}$

2) $g+\dfrac{V^2}{l}$

3) $\dfrac{mV^2}{2}$

4) $mgl$

А

Б

 

 

 

 

Источник: ФИПИ

Решение

Шарик на нити качается из стороны в сторону. Положение равновесия — самая нижняя точка его пути, и скорость там самая большая, $V$.

А) Полная механическая энергия — это сумма кинетической и потенциальной. В условии сказано, что энергию отсчитывают от положения равновесия: в нижней точке высота равна нулю, значит, и потенциальная энергия там равна нулю. Вся энергия шарика в этот момент — кинетическая:

$$E=\dfrac{mV^2}{2}$$

При колебаниях без потерь полная энергия не меняется, так что эта формула годится для любого момента. Это формула 3.

Формула 4 ($mgl$) не подходит: шарик не поднимается на высоту, равную длине нити.

Б) Шарик движется по дуге окружности радиуса $l$. В нижней точке его скорость в этот миг не растёт и не убывает — меняется только её направление. Ускорение при таком движении направлено к центру окружности и называется центростремительным:

$$a=\dfrac{V^2}{l}$$

Это формула 1.

Формула 2 ($g+\dfrac{V^2}{l}$) — ловушка: если умножить её на массу, получится сила натяжения нити в нижней точке, а не ускорение.

Получаем: А — 3, Б — 1.

Ответ

31

Видеоразбор

Другие задания по теме «Колебания и Волны» (8)