Физика ОГЭ — ФИПИ тапсырмаларының жауаптарымен шешімдері

Равновесие рычага

Ученик выполнял лабораторную работу по исследованию условий равновесия лёгкого рычага. Полученные им результаты для сил и их плеч представлены в таблице. Чему равна сила $F_2$, если рычаг находится…

1. 1
   Для равновесия лёгкого рычага моменты сил относительно точки опоры равны.$$F_1l_1 = F_2l_2$$
2. 2
   Выразим силу $F_2$ и подставим значения из таблицы.$$F_2 = \dfrac{F_1l_1}{l_2} = \dfrac{40 \cdot 0{,}4}{0{,}8} = 20\ \text{Н}$$

Путь за третью секунду

Тело свободно падает по вертикали с нулевой начальной скоростью в течение 5 с. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Какой путь пройдёт тело за третью секунду от начала движения?

1. 1
   Тело начинает движение из состояния покоя, поэтому путь за время $t$ определяется формулой:$$s(t) = \dfrac{gt^2}{2}$$
2. 2
   Путь, пройденный за третью секунду, найдём как разность путей за 3 с и за 2 с:$$s_3 = s(3) - s(2) = \dfrac{10 \cdot 3^2}{2} - \dfrac{10 \cdot 2^2}{2} = 45 - 20 = 25\ \text{м}$$

Колебания двух маятников

На рисунке представлены графики зависимости смещения $x$ от времени $t$ при колебаниях двух математических маятников. Используя данные графика, выберите два верных утверждения.

1. 1
   По вертикальному масштабу графика видно, что максимальное смещение маятника 1 в два раза больше максимального смещения маятника 2. Следовательно, амплитуды различаются в 2 раза.$$A_1 = 2A_2$$
2. 2
   По расстоянию между соседними максимумами или минимумами видно, что маятник 2 совершает колебания медленнее: его период больше, а частота меньше.$$T_2 > T_1,\quad \nu_2 < \nu_1$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Потенциальная энергия при подъёме

Тело брошено вертикально вверх. На рисунке показан график зависимости кинетической энергии тела от его высоты над точкой броска. Чему равна потенциальная энергия тела на высоте 2 м относительно…

1. 1
   Сопротивлением воздуха можно пренебречь, поэтому механическая энергия тела сохраняется.$$E_\text{к}+E_\text{п}=\text{const}$$
2. 2
   В точке броска $E_\text{п}=0$, а по графику начальная кинетическая энергия равна $9\ \text{Дж}$. Значит, полная механическая энергия тела равна $9\ \text{Дж}$.

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Увеличение скорости при падении

Тело свободно падает с большой высоты с нулевой начальной скоростью. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. На сколько увеличится модуль скорости тела за третью секунду падения?

1. 1
   При свободном падении ускорение тела постоянно и равно ускорению свободного падения.$$g = 10\ \text{м/с}^2$$
2. 2
   Третья секунда падения длится одну секунду. Увеличение модуля скорости за этот промежуток времени равно:$$\Delta v = g\Delta t = 10 \cdot 1 = 10\ \text{м/с}$$

Частота колебаний шарика

Шарик на нити, совершающий свободные колебания, переходит из крайнего правого положения в крайнее левое положение за 0,8 с. Чему равна частота колебания шарика?

1. 1
   Переход шарика из бір крайнего положения в другое занимает половину периода колебаний.$$t = \dfrac{T}{2}$$
2. 2
   Найдём период колебаний:$$T = 2t = 2 \cdot 0{,}8 = 1{,}6\ \text{с}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Изменение кинетической энергии

На рисунке представлен график зависимости скорости велосипедиста от времени $t$. Во сколько раз увеличилась кинетическая энергия велосипедиста за первые $4\ \text{с}$ движения?

1. 1
   Кинетическая энергия тела определяется формулой:$$E_k = \dfrac{mv^2}{2}$$
2. 2
   С графика видно, что в начальный момент скорость велосипедиста равна $1\ \text{м/с}$, а через $4\ \text{с}$ — $5\ \text{м/с}$.$$v_0 = 1\ \text{м/с},\quad v_4 = 5\ \text{м/с}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

График колебаний маятника

На рисунке представлен график гармонических колебаний математического маятника. Используя данные графика, выберите два верных утверждения и укажите их номера.

1. 1
   По графику расстояние между соседними максимумами равно $2\ \text{с}$, следовательно, период колебаний $T = 2\ \text{с}$.$$T = 2\ \text{с}$$
2. 2
   Вычислим частоту колебаний.$$\nu = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{2\ \text{с}} = 0{,}5\ \text{Гц}$$

Ещё 3 қадам — толық шешімде

Изменение кинетической энергии

На рисунке представлен график зависимости скорости тела от времени. Во сколько раз увеличится кинетическая энергия тела за первые 4 с?

1. 1
   По графику начальная скорость тела равна $v_1 = 0{,}5\ \text{м/с}$, а через 4 с скорость равна $v_2 = 2{,}5\ \text{м/с}$.$$v_1 = 0{,}5\ \text{м/с},\quad v_2 = 2{,}5\ \text{м/с}$$
2. 2
   Кинетическая энергия тела определяется формулой $E_k = \dfrac{mv^2}{2}$. При постоянной массе отношение энергий равно квадрату отношения скоростей.$$\dfrac{E_{k2}}{E_{k1}} = \left(\dfrac{v_2}{v_1}\right)^2$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Масса груза на блоке

На рисунке изображён подвижный блок, с помощью которого, прикладывая к свободному концу нити силу величиной 30 Н, равномерно поднимают груз. Чему равна масса поднимаемого груза, если трением…

1. 1
   Подвижный блок поддерживается двумя ветвями нити, поэтому при равномерном подъёме сила тяжести груза равна удвоенной силе натяжения нити.$$mg = 2F$$
2. 2
   Выразим массу груза и подставим значения силы и ускорения свободного падения.$$m = \dfrac{2F}{g} = \dfrac{2 \cdot 30}{10} = 6\ \text{кг}$$

Сила при подъёме груза

С помощью подвижного блока равномерно поднимают груз массой $m = 20\ \text{кг}$. Чему равен модуль вертикальной силы $\vec{F}$, приложенной к свободному концу верёвки, перекинутой через блок? Блок и…

1. 1
   Так как груз поднимают равномерно, равнодействующая сил равна нулю. Груз поддерживают две ветви верёвки с одинаковым натяжением $F$.$$2F = mg$$
2. 2
   Выразим силу и подставим значения массы и ускорения свободного падения:$$F = \dfrac{mg}{2} = \dfrac{20 \cdot 10}{2} = 100\ \text{Н}$$

Равновесие рычага

Ученик выполнял лабораторную работу по исследованию условий равновесия лёгкого рычага. Полученные им результаты для сил и их плеч представлены в таблице.

1. 1
   Для равновесия рычага моменты сил относительно точки опоры должны быть равны.$$F_1 l_1 = F_2 l_2$$
2. 2
   Выразим силу $F_1$ и подставим значения из таблицы.$$F_1 = \dfrac{F_2 l_2}{l_1} = \dfrac{50 \cdot 0{,}8}{0{,}4} = 100\ \text{Н}$$

Период колебаний шарика

Шарик на нити, совершающий свободные колебания, переходит из крайнего правого положения в крайнее левое положение за 0,7 с. Чему равен период колебания шарика?

1. 1
   При переходе шарика из бір крайнего положения в другое проходит половина периода колебаний.$$t = \dfrac{T}{2}$$
2. 2
   Выразим период и подставим время перехода:$$T = 2t = 2 \cdot 0{,}7 = 1{,}4\ \text{с}$$

Скорость при свободном падении

Время свободного падения камня из состояния покоя на поверхность Земли равно 4 с. Какую скорость имел камень в момент падения? Сопротивлением движению пренебречь.

1. 1
   Камень падает из состояния покоя, поэтому его начальная скорость равна нулю. При свободном падении ускорение камня равно ускорению свободного падения.$$v_0 = 0, \quad g \approx 10\ \text{м/с}^2$$
2. 2
   Используем формулу скорости при равноускоренном движении:$$v = v_0 + gt$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Ускорение автомобиля

Автомобиль, начав двигаться равноускоренно из состояния покоя по прямолинейной дороге, за 10 с приобрёл скорость $20\ \text{м/с}$. Чему равно ускорение автомобиля?

1. 1
   Так как автомобиль начал движение из состояния покоя, его начальная скорость равна нулю.$$v_0 = 0$$
2. 2
   Для равноускоренного движения используем формулу зависимости скорости от времени.$$v = v_0 + at$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Частота колебаний маятника

На рисунке представлен график зависимости смещения груза $x$ от времени $t$ при колебаниях маятника. Чему равна частота колебаний маятника?

1. 1
   По графику определяем период колебаний как время между соседними максимумами смещения.$$T = 4\ \text{с}$$
2. 2
   Используем связь частоты с периодом.$$\nu = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{4} = 0{,}25\ \text{Гц}$$

Масса груза на блоке

На рисунке изображён неподвижный блок, с помощью которого, прикладывая к свободному концу нити вертикальную силу величиной 20 Н, равномерно поднимают груз. Если трением в блоке пренебречь, а блок и…

1. 1
   При равномерном подъёме ускорение груза равно нулю, поэтому сила натяжения нити уравновешивает силу тяжести.$$T = mg$$
2. 2
   Неподвижный блок изменяет направление силы, но не изменяет её величину. Поэтому $T = 20\ \text{Н}$.$$m = \dfrac{T}{g} = \dfrac{20}{10} = 2\ \text{кг}$$

Потенциальная энергия шаров

Два шара с разными массами подняты на разную высоту относительно поверхности стола. Потенциальная энергия тела 1 равна 400 Дж. Определите потенциальную энергию тела 2. Считать, что потенциальная…

1. 1
   Потенциальная энергия тела, поднятого над уровнем стола, определяется формулой:$$E_p=mgh$$
2. 2
   Для тела 1 масса равна $2m$, а высота — $2h$, поэтому:$$E_{p1}=2m\cdot g\cdot 2h=4mgh=400\ \text{Дж}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

График колебаний маятника

На рисунке представлен график гармонических колебаний математического маятника. Используя данные графика, выберите два верных утверждения и укажите их номера.

1. 1
   По графику максимальное по модулю смещение маятника от положения равновесия равно $0{,}05\ \text{м}$. Это амплитуда колебаний.$$A = 0{,}05\ \text{м}$$
2. 2
   Точка А расположена в крайнем положении, соответствующем максимальному смещению маятника из положения равновесия.$$x_A = A$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Масса груза на подвижном блоке

На рисунке изображён подвижный блок, с помощью которого, прикладывая к свободному концу нити вертикальную силу величиной $20\ \text{Н}$, равномерно поднимают груз. Если трением пренебречь, а блок и…

1. 1
   Подвижный блок удерживается двумя ветвями нити, каждая из которых натянута с силой $F = 20\ \text{Н}$.$$F_\text{упр} = 2F$$
2. 2
   Так как груз поднимают равномерно, силы уравновешены.$$2F = mg$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде