Задание 5 ЕГЭ по физике · EEB001
Гармонические колебания пружинного маятника
В таблице представлены данные о положении грузика, прикреплённого к пружине и совершающего гармонические колебания вдоль горизонтальной оси Ох, в различные моменты времени.
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно движения пружинного маятника.
1) Период колебаний грузика равен 1 с.
2) Амплитуда колебаний грузика равна 15 мм.
3) Потенциальная энергия пружины маятника в момент времени 1,5 с минимальна.
4) Кинетическая энергия грузика в момент времени 1,0 с максимальна.
5) Модуль ускорения грузика в момент времени 1,5 с максимален.
| t, с | 0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| х, мм | 0 | 2,5 | 4,5 | 6,0 | 7,0 | 7,5 | 7,0 | 6,0 | 4,5 | 2,5 | 0 | –2,5 | –4,5 | –6,0 | –7,0 | –7,5 |
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно движения пружинного маятника.
1) Период колебаний грузика равен 1 с.
2) Амплитуда колебаний грузика равна 15 мм.
3) Потенциальная энергия пружины маятника в момент времени 1,5 с минимальна.
4) Кинетическая энергия грузика в момент времени 1,0 с максимальна.
5) Модуль ускорения грузика в момент времени 1,5 с максимален.
Показать ответ
45
Решение
Грузик проходит положение равновесия x=0 при t=0 и t=1,0 с. Эти моменты соответствуют противоположным направлениям движения, поэтому между ними проходит половина периода.
T=2⋅1,0=2,0 с
Максимальное по модулю отклонение грузика равно 7,5 мм, следовательно, амплитуда не равна 15 мм.
A=∣x∣max=7,5 мм
В момент времени t=1,5 с координата равна −7,5 мм, то есть грузик находится в крайнем положении. Потенциальная энергия пружины максимальна, а не минимальна.
В момент времени t=1,0 с координата равна нулю. В положении равновесия скорость и кинетическая энергия максимальны.
Для гармонических колебаний a=−ω2x, поэтому модуль ускорения максимален при максимальном по модулю отклонении. При t=1,5 с грузик находится в крайнем положении.
T=2⋅1,0=2,0 с
Максимальное по модулю отклонение грузика равно 7,5 мм, следовательно, амплитуда не равна 15 мм.
A=∣x∣max=7,5 мм
В момент времени t=1,5 с координата равна −7,5 мм, то есть грузик находится в крайнем положении. Потенциальная энергия пружины максимальна, а не минимальна.
В момент времени t=1,0 с координата равна нулю. В положении равновесия скорость и кинетическая энергия максимальны.
Для гармонических колебаний a=−ω2x, поэтому модуль ускорения максимален при максимальном по модулю отклонении. При t=1,5 с грузик находится в крайнем положении.
Источник: Открытый банк ФИПИ EEB001
Похожие задания
5Небольшой 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 · 2F14C55На рисунке представлены графики зависимости давления p от глубины погружения h для двух покоящихся жидкостей…Давление в покоящейся жидкости · 368EAC
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.