Задание 14 ОГЭ, физика: Механика

ОГЭ ФизикаЗадание 141.23 Механические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний. Механические волны.

На рисунке представлены графики зависимости смещения х от времени t при колебаниях двух математических маятников. Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.

1)  Периоды колебаний маятников различаются в 2 раза.

2)  Маятники совершают колебания с одинаковой амплитудой, но разной частотой.

3)  Оба маятника совершают затухающие колебания.

4)  Частота колебаний второго маятника в 2 раза больше.

5)  Длина нити первого маятника меньше длины нити второго маятника.

В подтеме 28 задач
Разбор
Главная идея: Из графика определяются периоды (первый короче в 2 раза), откуда следует, что амплитуды разные, колебания не затухают, и по формуле периода нитяного маятника — первая нить короче.

Шаг 1. Определяем периоды из графика.

Период — это время одного полного колебания. По графику видно, что первый маятник совершает полное колебание за 4 секунды, второй — за 8 секунд.

T1=4 с,T2=8 сT_1 = 4 \text{ с}, \quad T_2 = 8 \text{ с}

Шаг 2. Проверяем утверждение 1.

Отношение периодов: T2T1=84=2\frac{T_2}{T_1} = \frac{8}{4} = 2. Периоды различаются ровно в 2 раза. Утверждение 1 верно.

Шаг 3. Проверяем утверждение 2.

Амплитуда — максимальное смещение. По графику: первого маятника A1=2A_1 = 2 м, второго A2=1A_2 = 1 м. Амплитуды разные, поэтому условие о одинаковой амплитуде не выполнено. Утверждение 2 неверно.

Шаг 4. Проверяем утверждение 3.

При затухающих колебаниях амплитуда со временем уменьшается. На графиках оба маятника колеблются с постоянной амплитудой, они не затухают. Утверждение 3 неверно.

Шаг 5. Проверяем утверждение 4.

Частота связана с периодом формулой: ν=1T\nu = \frac{1}{T}

ν1=14=0,25 Гц,ν2=18=0,125 Гц\nu_1 = \frac{1}{4} = 0{,}25 \text{ Гц}, \quad \nu_2 = \frac{1}{8} = 0{,}125 \text{ Гц}

Частота первого маятника больше, чем второго, в 2 раза. Утверждение говорит обратное. Утверждение 4 неверно.

Шаг 6. Проверяем утверждение 5.

Для математического маятника период связан с длиной нити:

T=2πlgT = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}

Так как T1<T2T_1 < T_2, то под корнем l1<l2l_1 < l_2. Длина нити первого маятника действительно меньше. Утверждение 5 верно.

Типичные ошибки

  • Путаница между периодом и частотой: забывают, что если период меньше, то частота больше
  • Недопонимание затухания: думают, что если графики не совпадают, то колебания затухают, хотя амплитуда остаётся постоянной
  • Неправильное чтение графика: ошибки при определении периода из-за невнимательности к масштабу по оси времени
Непонятно?

Похожие задачи