Задание 5 ЕГЭ по физике

Question

Достаточно тяжёлое тело подвешено на достаточно длинном легком стержне, длиной$9\ м.$Система совершает периодическое движение по гармоническому закону, с хорошей точностью описываемое в модели математического маятника, так как максимальное отклонение составляет$4^\circ.$Из предложенных вариантов выберите верные.
1) Ускорение шарика не изменяется с течением времени.
2) Период колебаний равен примерно$6\ с.$
3) Суммарная сила всегда направлена вдоль нити.
4) Вектор скорости в верхней точке составляет с горизонтом угол, равный максимальному отклонению.
5) Модуль скорости тела может быть больше$0,6\ м/с.$

Accepted Answer

1) Неверно. При колебаниях вектор ускорения меняется и по модулю, и по направлению.
2) Верно. Период колебаний математического маятника рассчитывается по формуле $T=2\pi\sqrt{\dfrac{l}{g}}=2\cdot3,14\cdot\sqrt{\dfrac{9}{10}}\approx6\ с.$
3) Неверно. При колебаниях возвращающая сила направлена к положению равновесия. Следовательно, ускорение также направлено к положению равновесия и только в этой точке оно направлено вдоль нити.
4) Верно. Вектор скорости направлен по касательной к траектории, в крайних точках скорость равна$0.$Из соображений геометрии угол между горизонтом и вектором скорости равен$4^\circ.$
5) Неверно. Максимальная скорость определяется формулой
${v}_{max}={x}_{max}\sqrt{\dfrac{g}{l}},\{l}_{max}=lsin\alpha=9\cdot sin3^\circ=0,47\ м,\{v}_{max}=0,47\sqrt{\dfrac{10}{9}}=0,5\ м/с.$

Задание 5 ЕГЭ по физике

Колебания и волны