ГлавнаяОГЭ ФизикаЗадание 14Механика

Задание 14 ОГЭ, физика: Механика

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

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

1)  В положении, соответствующем точке Д на графике, маятник 1 имеет максимальную потенциальную энергию.

2)  В положении, соответствующем точке Б на графике, оба маятника имеют минимальную потенциальную энергию.

3)  Маятник 1 совершает затухающие колебания.

4)  При перемещении маятника 2 из положения, соответствующего точке А, в положение, соответствующее точке Б, кинетическая энергия маятника убывает.

5)  Частоты колебаний маятников совпадают.

В подтеме 28 задач
Разбор
Главная идея: Определите для каждого утверждения соответствующее положение на графике и вспомните, какие энергии преобладают в разных точках колебания и как связаны период, частота и энергия маятника.

Анализ утверждения 1: Точка Д находится на графике в месте максимального отклонения от нулевой линии. На крайних точках смещения маятник мгновенно останавливается (скорость равна нулю), поскольку там происходит смена направления движения. Когда скорость нулевая, вся механическая энергия сосредоточена в потенциальной форме. Следовательно, в точке Д потенциальная энергия маятника 1 максимальна. Утверждение 1 верно.

Анализ утверждения 2: Точка Б соответствует нулевому смещению на графике — это положение равновесия для обоих маятников. В положении равновесия потенциальная энергия достигает минимума (при нулевом смещении потенциальная энергия колеблющейся системы равна нулю). Утверждение 2 верно.

Анализ утверждения 3: На графике амплитуда колебаний маятника 1 остаётся неизменной на протяжении всего времени наблюдения — это гармонические (незатухающие) колебания. Утверждение 3 неверно.

Анализ утверждения 4: При движении от точки А к точке Б маятник 2 приближается к положению равновесия. По закону сохранения энергии потенциальная энергия убывает, а кинетическая возрастает. Утверждение 4 неверно.

Анализ утверждения 5: По графику период маятника 1: T1=4T_1 = 4 усл. ед. времени, период маятника 2: T2=2T_2 = 2 усл. ед. времени. Периоды различны, поэтому ν1=1/T1≠ν2=1/T2\nu_1 = 1/T_1 \neq \nu_2 = 1/T_2. Утверждение 5 неверно.

Типичные ошибки

  • Путают положение равновесия и точку максимального отклонения при анализе потенциальной энергии
  • Не учитывают, что при движении к положению равновесия потенциальная энергия убывает, а кинетическая растёт
  • Ошибочно считают периоды маятников равными, не прочитав внимательно по графику разные интервалы повторения колебаний
Непонятно?

Похожие задачи