Установление… — Задание 6 ЕГЭ по физике №10000020 | Global EE

Задание №6. Механика

Установление соответствия, часть 1

№2. Задание 6

ID: 10000020

Груз изображенного на рисунке пружинного маятника может совершать гармонические колебания между точками 1 и 3.

Период колебаний груза Т. Графики А и Б представляют изменения физических величин, характеризующих колебания груза после начала колебаний из положения в точке 1.

Рисунок к заданию 6 ЕГЭ по физике — Установление соответствия, часть 1

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

1.  Потенциальная энергия пружинного маятника

2.  Кинетическая энергия груза на пружине

3.  Проекция скорости груза на ось Ох

4.  Проекция ускорения груза на ось Ox

ГРАФИКИ

А)  

Рисунок к заданию 6 ЕГЭ по физике — Установление соответствия, часть 1

Б)  

Рисунок к заданию 6 ЕГЭ по физике — Установление соответствия, часть 1

Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение

Направим ось Ох вправо. С учетом того, что маятник начинает колебания из положения в точке 1, для зависимости координаты груза от времени имеем $x левая круглая скобка t правая круглая скобка = минус x_m косинус \omega_0 t.$ Следовательно, для проекции скорости получаем:

$v левая круглая скобка t правая круглая скобка =x_m \omega_0 синус \omega_0 t= v _m синус \omega_0 t.$

График А отображает именно такую зависимость от времени. Таким образом, график А соответствует проекции скорости груза на ось Ox (А  — 3). Нули графика соответствуют положениям маятника в точка 1 и 3, а максимумы и минимумы  — положению устойчивого равновесия. Легко видеть, что график Б представляет потенциальную энергию пружинного маятника (Б  — 1). Действительно:

$E_пот левая круглая скобка t правая круглая скобка = дробь: числитель: kx в квадрате левая круглая скобка t правая круглая скобка , знаменатель: 2 конец дроби = дробь: числитель: kx_m в квадрате , знаменатель: 4 конец дроби левая круглая скобка 1 плюс косинус 2\omega_0 t правая круглая скобка .$

Максимумы потенциальной энергии соответствуют положениям груза в точках 1 и 3, а минимумы  — точке 2.

Ответ

31