Задание 22 ЕГЭ, физика: Механика

ЕГЭ ФизикаЗадание 221.1.6 Равноускоренное прямолинейное движение

На неизвестной планете, лишенной атмосферы, космонавт уронил предмет, четыре последовательных положения которого через каждую секунду показаны на рисунке. Покажите, что движение предмета равноускоренное, и определите проекцию вектора ускорения, с которым падает предмет, на направление оси y.

В подтеме 95 задач
Разбор
Главная идея: Если при вычислении ускорения по формуле равноускоренного движения для разных временных интервалов получаются одинаковые значения, то движение действительно равноускоренное.

Шаг 1. Проверка равноускоренности через расстояния

Для равноускоренного движения без начальной скорости справедлива формула: s=at22s = \frac{at^2}{2}

Отсюда выражаем ускорение: a=2st2a = \frac{2s}{t^2}

Шаг 2. Определение расстояний из рисунка

Предмет занимает положения через каждую секунду. Измеряем по оси y расстояния, пройденные за каждый промежуток:

  • За 1-ю секунду: s1=6s_1 = 6 м
  • За 2-ю секунду: s2=24s_2 = 24 м
  • За 3-ю секунду: s3=54s_3 = 54 м

Шаг 3. Расчет ускорения в каждом промежутке

Применяем формулу a=2st2a = \frac{2s}{t^2} для t=1t = 1 с: a1=2⋅612=12 м/с2a_1 = \frac{2 \cdot 6}{1^2} = 12 \text{ м/с}^2

Для t=2t = 2 с: a2=2⋅2422=484=12 м/с2a_2 = \frac{2 \cdot 24}{2^2} = \frac{48}{4} = 12 \text{ м/с}^2

Для t=3t = 3 с: a3=2⋅5432=1089=12 м/с2a_3 = \frac{2 \cdot 54}{3^2} = \frac{108}{9} = 12 \text{ м/с}^2

Шаг 4. Вывод

Ускорение во всех промежутках одинаково, что доказывает равноускоренный характер движения. Проекция ускорения на ось y составляет a=12a = 12 м/с².

Типичные ошибки

  • Неправильное определение расстояний с рисунка — путают полный путь предмета с расстоянием за каждый конкретный интервал времени
  • Забывают квадратиро́вать время в формуле a=2st2a = \frac{2s}{t^2} и получают неверное значение ускорения
  • Проверяют равноускоренность только для одного промежутка, а не убеждаются, что ускорение одинаково во всех интервалах
Непонятно?

Похожие задачи