Задание 5 ЕГЭ по физике · 5E23A7
Колебания математического маятника
Математический маятник с частотой свободных колебаний 0,5 Гц отклонили на небольшой угол от положения равновесия в положение 1 и отпустили из состояния покоя (см. рисунок). Сопротивлением воздуха пренебречь. Потенциальная энергия маятника отсчитывается от положения равновесия. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие процесс колебаний маятника.
1) При движении из положения 3 в положение 2 модуль силы натяжения нити уменьшается.
2) Потенциальная энергия маятника в первый раз достигнет своего максимума через 2 с после начала движения.
3) Через 0,5 с маятник первый раз вернётся в положение 1.
4) Кинетическая энергия маятника в первый раз достигнет своего максимума через 0,5 с после начала движения.
5) При движении из положения 2 в положение 3 полная механическая энергия маятника остаётся неизменной.
1) При движении из положения 3 в положение 2 модуль силы натяжения нити уменьшается.
2) Потенциальная энергия маятника в первый раз достигнет своего максимума через 2 с после начала движения.
3) Через 0,5 с маятник первый раз вернётся в положение 1.
4) Кинетическая энергия маятника в первый раз достигнет своего максимума через 0,5 с после начала движения.
5) При движении из положения 2 в положение 3 полная механическая энергия маятника остаётся неизменной.
Показать ответ
45
Решение
Определим период колебаний маятника по заданной частоте:
T=1ν=10,5=2 с
В момент начала движения маятник находится в крайнем положении 1, поэтому его потенциальная энергия максимальна. Следующий максимум потенциальной энергии будет достигнут через половину периода, то есть через 1 с, а не через 2 с. Утверждение 2 неверно.
tEₚ max=T2=1 с
Из крайнего положения до положения равновесия маятник доходит за четверть периода. В положении равновесия его кинетическая энергия максимальна.
tEₖ max=T4=0,5 с
В крайнее положение 1 маятник впервые вернётся через полный период, то есть через 2 с, поэтому утверждение 3 неверно.
При движении из положения 3 к положению 2 скорость маятника увеличивается, а сила натяжения нити возрастает. Поэтому утверждение 1 неверно.
Сопротивлением воздуха пренебрегают, следовательно, полная механическая энергия маятника сохраняется при движении из положения 2 в положение 3.
T=1ν=10,5=2 с
В момент начала движения маятник находится в крайнем положении 1, поэтому его потенциальная энергия максимальна. Следующий максимум потенциальной энергии будет достигнут через половину периода, то есть через 1 с, а не через 2 с. Утверждение 2 неверно.
tEₚ max=T2=1 с
Из крайнего положения до положения равновесия маятник доходит за четверть периода. В положении равновесия его кинетическая энергия максимальна.
tEₖ max=T4=0,5 с
В крайнее положение 1 маятник впервые вернётся через полный период, то есть через 2 с, поэтому утверждение 3 неверно.
При движении из положения 3 к положению 2 скорость маятника увеличивается, а сила натяжения нити возрастает. Поэтому утверждение 1 неверно.
Сопротивлением воздуха пренебрегают, следовательно, полная механическая энергия маятника сохраняется при движении из положения 2 в положение 3.
Источник: Открытый банк ФИПИ 5E23A7
Похожие задания
5Математический маятник с частотой колебаний 2 Гц отклонили на небольшой угол из положения равновесия в…Колебания математического маятника · 6CED455Небольшой груз массой 0,1 кг подвешен на невесомой нерастяжимой нити длиной 40 см. В результате толчка груз…Колебания груза на нити · 12C0AE5В инерциальной системе отсчёта вдоль оси Oх движется тело массой 10 кг. На рисунке приведён график…Движение по графику скорости · 131CC85Груз, подвешенный на пружине жёсткостью 200 Н/м, отклонили от положения равновесия и отпустили, в результате…Кинетическая энергия груза · 23085B5Автомобиль массой 2 т проезжает верхнюю точку выпуклого моста, двигаясь с постоянной по модулю скоростью 36…Движение автомобиля на мосту · 2454625На рисунке приведены графики зависимости координат от времени для двух тел: А и В, движущихся вдоль оси Ох.…Графики движения двух тел · 2F14C5
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.