РУҚА
5

Решение: Гармонические колебания груза

ЕГЭ · Физика · Задание 5 · Колебания и волны
ПовышеннаяФИПИ562826Несколько вариантов≈ 3 минутыРазбор в 5 шаговОтвет сверен с ключом
Условие

Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе, соединён пружиной со стенкой. Груз немного смещают от положения равновесия вдоль оси пружины и отпускают из состояния покоя, после чего он начинает совершать гармонические колебания, двигаясь вдоль оси пружины, вдоль которой направлена ось $Ox$. В таблице приведены значения координаты груза $x$ в различные моменты времени $t$. Выберите все верные утверждения о результатах этого опыта на основании данных, содержащихся в таблице.

0,00,20,40,60,81,01,21,41,6
$t$, с0,00,20,40,60,81,01,21,41,6
$x$, см2,01,40,0−1,4−2,0−1,40,01,42,0
Таблица 1 · координата груза в разные моменты времени
Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

Одинаковое крайнее положение $x=2{,}0$ см наблюдается в моменты времени $t=0$ и $t=1{,}6$ с. Следовательно, период колебаний равен $1{,}6$ с.

$$T=1{,}6\ \text{с}$$
2

Частота колебаний — величина, обратная периоду.

$$\nu=\frac{1}{T}=\frac{1}{1{,}6}=0{,}625\ \text{Гц}$$
3

Для гармонических колебаний модуль ускорения пропорционален модулю координаты: $|a|=\omega^2|x|$. В момент $t=1{,}2$ с координата равна нулю, поэтому модуль ускорения минимален.

$$x=0\Rightarrow |a|=0$$
4

Модуль силы упругости пропорционален $|x|$. В момент $t=0{,}6$ с координата равна $-1{,}4$ см, а максимальное значение $|x|=2{,}0$ см достигается при $t=0{,}8$ с и $t=1{,}6$ с. Поэтому утверждение 4 неверно.

$$|F|=k|x|$$

В момент $t=1{,}6$ с груз находится в крайнем положении $x=2{,}0$ см и мгновенно останавливается, поэтому его кинетическая энергия минимальна.

$$v=0\Rightarrow E_k=0$$
Ответ
135
135
так ответ выглядит в бланке

Где здесь ошибаются

Путать период с частотой и считать частоту равной 0,25 Гц.

Считать максимальной силу в момент, когда координата равна не максимальному по модулю значению.

Забывать, что в крайних положениях скорость и кинетическая энергия минимальны.

Закрепить приёмВ теме «Колебания и волны» ещё 168 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 5 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Колебания и волны»: в ней 169 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.