Задание 20 ЕГЭ по физике · 19AA10
Движение груза на нити
Небольшой груз массой 50 г подвешен на невесомой нерастяжимой нити длиной 60 см. В результате толчка горизонтальной силой груз пришёл в движение. В таблице приведена зависимость от времени t для высоты груза h относительно положения равновесия. На основании данных, приведённых в таблице, выберите два верных утверждения о движении груза и укажите их номера.
1) Частота колебаний груза равна 1,25 Гц.
2) В момент времени 1,2 с скорость груза максимальна.
3) В промежуток времени от 0,2 с до 1,4 с кинетическая энергия груза достигла минимального значения 2 раза.
4) В момент 0,8 с кинетическая энергия груза равна 0,15 Дж.
5) Максимальный угол отклонения нити от вертикали равен 30°.
| t, с | 0 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| h, см | 0 | 18 | 30 | 18 | 0 | 18 | 30 | 18 | 0 |
1) Частота колебаний груза равна 1,25 Гц.
2) В момент времени 1,2 с скорость груза максимальна.
3) В промежуток времени от 0,2 с до 1,4 с кинетическая энергия груза достигла минимального значения 2 раза.
4) В момент 0,8 с кинетическая энергия груза равна 0,15 Дж.
5) Максимальный угол отклонения нити от вертикали равен 30°.
Показать ответ
34
Решение
По таблице максимальная высота груза равна 30 см. В моменты t=0,4 с и t=1,2 с груз находится в крайнем положении, поэтому его скорость и кинетическая энергия минимальны.
v=0,Ek=0
В интервале от 0,2 с до 1,4 с максимальная высота достигается дважды: при t=0,4 с и t=1,2 с. Следовательно, утверждение 3 верно.
N=2
В момент t=0,8 с высота груза относительно положения равновесия равна нулю, поэтому потенциальная энергия минимальна, а кинетическая энергия максимальна и равна полной механической энергии.
Ek=mghmax=0,05⋅10⋅0,30=0,15 Дж
Высота повторяется через 0,8 с, но положения груза слева и справа от вертикали не различаются по высоте. Полный период движения равен 1,6 с, поэтому частота равна 0,625 Гц, а не 1,25 Гц.
T=1,6 с,ν=1T=0,625 Гц
Максимальный угол отклонения определяется из геометрии: hmax=l(1−cosα). При hmax=0,30 м и l=0,60 м получаем cosα=0,5, то есть α=60°.
0,30=0,60(1−cosα),α=60°
v=0,Ek=0
В интервале от 0,2 с до 1,4 с максимальная высота достигается дважды: при t=0,4 с и t=1,2 с. Следовательно, утверждение 3 верно.
N=2
В момент t=0,8 с высота груза относительно положения равновесия равна нулю, поэтому потенциальная энергия минимальна, а кинетическая энергия максимальна и равна полной механической энергии.
Ek=mghmax=0,05⋅10⋅0,30=0,15 Дж
Высота повторяется через 0,8 с, но положения груза слева и справа от вертикали не различаются по высоте. Полный период движения равен 1,6 с, поэтому частота равна 0,625 Гц, а не 1,25 Гц.
T=1,6 с,ν=1T=0,625 Гц
Максимальный угол отклонения определяется из геометрии: hmax=l(1−cosα). При hmax=0,30 м и l=0,60 м получаем cosα=0,5, то есть α=60°.
0,30=0,60(1−cosα),α=60°
Источник: Открытый банк ФИПИ 19AA10
Похожие задания
20Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость объёма газа, находящегося в сосуде под подвижным поршнем…Исследование зависимости объёма газа · 02069F20Для оценки заряда, накопленного воздушным конденсатором, можно использовать устройство, изображённое на…Колебания заряженного шарика · 02A8BA20Необходимо собрать экспериментальную установку, с помощью которой можно определить сопротивление резистора.…Определение сопротивления резистора · 045EA420Необходимо сделать нитяной маятник и с его помощью экспериментально определить ускорение свободного падения.…Определение ускорения свободного падения · 065D2620Электрическая цепь состоит из аккумулятора с ЭДС 24 В и внутренним сопротивлением 1 Ом, резистора, ключа и…Напряжение на резисторе · 07707920На наклонной плоскости находится брусок массой 2 кг, для которого составили таблицу зависимости модуля силы…Трение на наклонной плоскости · 0A7743
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.