Тема . №5 Механика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)
.06 Механические колебания и волны
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №5 механика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#65188

Небольшой груз, покоящийся на гладком горизонтальном столе, соединён пружиной со стенкой. После того как груз немного смещают от положения равновесия и отпускают из состояния покоя, он начинает колебаться 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. Абсолютная погрешность измерения координаты равна 0,1 см, времени – 0,05 с.

|-t, с|-0--|0,25|0,5-|0,75-|-1-|1,25-|1,5|
|-----|----|----|----|-----|---|-----|---|
-x,-см---3,0--2,1---0---−2,1--−3--−2,1---0--

1) В момент времени 1,00 с модуль ускорения груза максимален.

2) В момент времени 0,50 с кинетическая энергия груз равна нулю.

3) Модуль силы, с которой пружины действует на груз, в момент времени 1,00 с больше, чем в момент времени 0,25 с.

4) Период колебаний груза равен 2 с.

5) Частота колебаний груза равна 0,25 Гц.

Показать ответ и решение

1) В ерно

Уравнение гармонических колебаний:

x = Acos(ωt),

где A  – амплитуда колебаний. Амплитуда колебаний – это наибольшее значение смещения.Скорость – это производная координаты:

vx = x′ = −A ωsin(ωt)

Ускорение – это производная скорости по времени:

ax = vx′= −Aω2 cos(ωt) =− axmaxcos(ωt)

То есть ускорение максимально когда максимально отклонение. Также этот пункт можно решить через второй закон Ньютона. Ускорение создаёт сила упругости

F = kx,

где k  – жёсткость пружины.

По второму закону Ньютона:

F =ma ⇔  kx= ma ⇒ a = kx
                      m

То есть ускорение максимально когда максимально отклонение. В данном случае утверждение верно.

2) Неверно

Запишем закон сохранения энергии:

kx2   mv2
-2- + -2--= E,

где k  – жёсткость пружины, x  – растяжение, m  – масса груза, v  – скорость.

Как видим, чем меньше растяжение, тем больше скорость. В 0,5 с растяжение минимально, значит, скорость максимальна.

3) Верно

Модуль силы упругости:

F = |kx|,

Так как в 1 с деформация пружины больше, то и модуль силы больше.

4) Верно

Время одного колебания будет равно 2 с.

5) Неверно

Частота обратна периоду:

    1   1
ν = T-= 2 с-=0,5 Гц
Ответ: 134

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!