Задание 20 ЕГЭ по физике · D2144A
Колебания груза на жгуте
Опытным путём установили зависимость модуля силы упругости резинового жгута F от удлинения x, изображенную на графике. Частота малых вертикальных свободных колебаний груза массой m, подвешенного на резиновом жгуте, равна ν0.
Выберите два утверждения, которые соответствуют результатам опыта.
1) Зависимость силы упругости резинового жгута от удлинения подчиняется закону Гука при любых растяжениях.
2) При силе упругости, равной 4mg, удлинение x = 4 x0.
3) При силе упругости, равной 4mg, удлинение x > 4 x0.
4) Частота ν малых вертикальных свободных колебаний груза массой 4m на этом жгуте удовлетворяет соотношению ν< ν0 2 .
5) Частота ν малых вертикальных свободных колебаний груза массой 4m
на этом жгуте удовлетворяет соотношению ν> ν0 2 .
Выберите два утверждения, которые соответствуют результатам опыта.
1) Зависимость силы упругости резинового жгута от удлинения подчиняется закону Гука при любых растяжениях.
2) При силе упругости, равной 4mg, удлинение x = 4 x0.
3) При силе упругости, равной 4mg, удлинение x > 4 x0.
4) Частота ν малых вертикальных свободных колебаний груза массой 4m на этом жгуте удовлетворяет соотношению ν< ν0 2 .
5) Частота ν малых вертикальных свободных колебаний груза массой 4m
на этом жгуте удовлетворяет соотношению ν> ν0 2 .
Показать ответ
34
Решение
Если бы выполнялся закон Гука, график зависимости F(x) был бы прямой линией, проходящей через начало координат. По графику зависимость нелинейна, поэтому утверждение 1 неверно.
F=kx
При удлинении x0 сила упругости равна mg. Для линейной зависимости при силе 4mg получилось бы удлинение 4x0. Однако по графику при F=4mg удлинение больше этого значения.
x>4x0
Жёсткость жгута при данном удлинении определяется наклоном графика F(x). В области силы 4mg наклон меньше, чем в области начального равновесия, поэтому эффективная жёсткость k4<k0.
k4<k0
Для груза массой m частота равна ν0=12π. Для груза массой 4m частота равна ν=12π, поэтому она меньше ν02.
ν=12π<12π=ν02
F=kx
При удлинении x0 сила упругости равна mg. Для линейной зависимости при силе 4mg получилось бы удлинение 4x0. Однако по графику при F=4mg удлинение больше этого значения.
x>4x0
Жёсткость жгута при данном удлинении определяется наклоном графика F(x). В области силы 4mg наклон меньше, чем в области начального равновесия, поэтому эффективная жёсткость k4<k0.
k4<k0
Для груза массой m частота равна ν0=12π. Для груза массой 4m частота равна ν=12π, поэтому она меньше ν02.
ν=12π<12π=ν02
Источник: Открытый банк ФИПИ D2144A
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.