20

Решение: Анализ движения по таблице

ЕГЭ · Физика · Задание 20 · Кинематика движения
ПовышеннаяФИПИ7D73C4Несколько вариантов≈ 4 минутыРазбор в 5 шаговОтвет сверен с ключом
Условие

В лаборатории исследовали прямолинейное движение тела массой $m = 500\ \text{г}$ из состояния покоя. В таблице приведена экспериментально полученная зависимость пути, пройденного телом, от времени. Какие два вывода соответствуют результатам эксперимента?

$t$, с01234567
$L$, м014916253649
Экспериментальная зависимость пути от 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

По таблице путь изменяется по закону $L = t^2$. Сравнивая с формулой равноускоренного движения из состояния покоя, получаем ускорение:

$$L = \frac{at^2}{2},\quad a = 2\ \text{м/с}^2$$
2

Скорость тела в момент времени $t = 4\ \text{с}$ равна:

$$v = at = 2 \cdot 4 = 8\ \text{м/с}$$
3

Кинетическая энергия в момент времени $t = 3\ \text{с}$ равна $9\ \text{Дж}$, а не $12\ \text{Дж}$:

$$v_3 = 2 \cdot 3 = 6\ \text{м/с},\quad E_{\text{к}} = \frac{mv_3^2}{2} = \frac{0{,}5 \cdot 36}{2} = 9\ \text{Дж}$$
4

Равнодействующая сила постоянна, поскольку ускорение постоянно:

$$F = ma = 0{,}5 \cdot 2 = 1\ \text{Н}$$

За первые 3 с суммарная работа сил равна изменению кинетической энергии. Так как тело начало движение из состояния покоя, работа равна $9\ \text{Дж}$:

$$A = \Delta E_{\text{к}} = 9\ \text{Дж}$$
Ответ
25
25
так ответ выглядит в бланке

Где здесь ошибаются

Считать движение равномерным только по первым нескольким табличным значениям, не проверяя зависимость $L \sim t^2$.

Использовать путь вместо скорости при вычислении кинетической энергии.

Считать равнодействующую возрастающей из-за увеличения скорости.

Закрепить приёмВ теме «Кинематика движения» ещё 157 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 20 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 «Кинематика движения»: в ней 158 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.