Задание 4 ЕГЭ по физике · 4ABFED
Энергия и период колебаний
В таблице представлены данные о положении шарика, прикреплённого к пружине и колеблющегося вдоль горизонтальной оси Ох, в различные моменты времени.
Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.
1) Потенциальная энергия пружины в момент времени 1,0 с максимальна.
2) Период колебаний шарика равен 4,0 с.
3) Кинетическая энергия шарика в момент времени 2,0 с минимальна.
4) Амплитуда колебаний шарика равна 30 мм.
5) Полная механическая энергия маятника, состоящего из шарика и пружины, в момент времени 3,0 с минимальна.
| t, с | 0,0 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,2 | 2,4 | 2,6 | 2,8 | 3,0 | 3,2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| х, мм | 0 | 5 | 9 | 12 | 14 | 15 | 14 | 12 | 9 | 5 | 0 | – 5 | – 9 | – 12 | – 14 | – 15 | – 14 |
Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.
1) Потенциальная энергия пружины в момент времени 1,0 с максимальна.
2) Период колебаний шарика равен 4,0 с.
3) Кинетическая энергия шарика в момент времени 2,0 с минимальна.
4) Амплитуда колебаний шарика равна 30 мм.
5) Полная механическая энергия маятника, состоящего из шарика и пружины, в момент времени 3,0 с минимальна.
Показать ответ
12
Решение
Из таблицы видно, что максимальное по модулю смещение шарика равно 15 мм и достигается при t=1,0 с и t=3,0 с.
Потенциальная энергия пружины максимальна при максимальном по модулю смещении. Следовательно, утверждение 1 верно.
Ep=kx22
В момент t=0 шарик проходит положение равновесия в одном направлении, а в момент t=2,0 с — то же положение в противоположном направлении. Полное повторение состояния происходит через 4,0 с, поэтому утверждение 2 верно.
При t=2,0 с шарик находится в положении равновесия, поэтому его скорость и кинетическая энергия максимальны, а не минимальны. Утверждение 3 неверно.
Амплитуда равна максимальному смещению, то есть 15 мм, а не 30 мм. Утверждение 4 неверно.
Полная механическая энергия идеальной системы «шарик — пружина» сохраняется и не бывает минимальной только в момент 3,0 с. Утверждение 5 неверно.
Потенциальная энергия пружины максимальна при максимальном по модулю смещении. Следовательно, утверждение 1 верно.
Ep=kx22
В момент t=0 шарик проходит положение равновесия в одном направлении, а в момент t=2,0 с — то же положение в противоположном направлении. Полное повторение состояния происходит через 4,0 с, поэтому утверждение 2 верно.
При t=2,0 с шарик находится в положении равновесия, поэтому его скорость и кинетическая энергия максимальны, а не минимальны. Утверждение 3 неверно.
Амплитуда равна максимальному смещению, то есть 15 мм, а не 30 мм. Утверждение 4 неверно.
Полная механическая энергия идеальной системы «шарик — пружина» сохраняется и не бывает минимальной только в момент 3,0 с. Утверждение 5 неверно.
Источник: Открытый банк ФИПИ 4ABFED
Похожие задания
4Верхний конец пружины идеального пружинного маятника неподвижно закреплён. Масса груза маятника равна m…Колебания пружинного маятника · 02AC484Груз массой 0,16 кг, подвешенный на лёгкой пружине, совершает вертикальные свободные гармонические колебания.…Масса груза и период колебаний · 04652B4Кирпич массой 4 кг лежит на горизонтальной кладке стены, покрытой раствором, оказывая на неё давление 1250…Площадь грани кирпича · 05875D4Стальной кубик, висящий на нити, целиком погружён в воду и не касается дна сосуда. Верхняя и нижняя грани…Давление и натяжение нити · 07E0324Колеблющаяся струна издаёт звук с длиной волны 0,68 м. Какова частота её колебаний, если скорость звука в…Частота звука струны · 0A7D694Момент первой силы, действующей на рычаг, равен 50 Н ⋅ м. Какой должна быть вторая сила, чтобы рычаг…Равновесие рычага · 0BA328
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.