26-е задание — самое сложное и самое «дорогое» задание на ЕГЭ по физике. За него можно получить 4 балла. При этом 3 балла даются за правильное решение, а 1 балл — за обоснование применимости законов сохранения импульса и энергии в конкретной ситуации.
Именно этот 1 балл чаще всего теряют не из-за незнания физики, а из-за неточных или неполных формулировок. Важно понимать, что обоснование проверяется очень строго: если в нём есть даже небольшая ошибка или пропущен один из пунктов, балл не засчитывается.
Хорошая новость в том, что для законов сохранения существует чёткий алгоритм обоснования, который можно применять почти во всех типовых задачах. Для твоего удобства мы составили алгоритм, следуя которому ты напишешь корректно все формулировки и ничего не забудешь.
Пункт 1. Система отсчёта
Первый пункт обоснования всегда одинаковый для всех задач на законы сохранения. Он описывает систему отсчёта, в которой решается задача.
Клише: «Рассмотрим задачу в инерциальной системе отсчёта, связанной с Землёй, будем считать её инерциальной».
Пункт 2. Модель тела
Второй пункт обоснования тоже всегда одинаковый — это выбор модели тела. Как правило, тело рассматривают как материальную точку.
Клише № 1: «Будем считать тело материальной точкой, так как оно движется поступательно».
Клише № 2: «Будем считать тело материальной точкой, так как его размеры малы по сравнению с расстоянием».
Пункт 3. Закон сохранения импульса
Этот пункт нужен, если в решении применяется закон сохранения импульса.
Он выполняется в инерциальной системе отсчёта, если импульс внешних сил, приложенных к телам системы, равен нулю. Но на практике в задачах ЕГЭ это может выполняться по трём причинам (выбираем подходящую):
- Сумма внешних сил равна нулю (редкий случай в задачах с ударом).
- Проекции внешних сил на выбранную ось равны нулю (самый частый случай).
Пример: тела движутся вдоль горизонтальной оси, силы тяжести и реакции опоры перпендикулярны этой оси.
- Время взаимодействия тел мало (удар, взрыв, выстрел).
В этом случае даже при наличии внешних сил (например, силы тяжести) их импульс за время удара пренебрежимо мал, и ЗСИ выполняется.
Клише № 1: «Для описания взаимодействия тел использован закон сохранения импульса системы тел. Он выполняется в ИСО, если сумма внешних сил равна нулю».
Клише № 2: «Для описания взаимодействия тел использован закон сохранения импульса системы тел. Он выполняется в ИСО, если проекции внешних сил на выбранную ось равны нулю».
Клише № 3: «Для описания взаимодействия тел использован закон сохранения импульса системы тел. Он выполняется в ИСО, если время взаимодействия тел мало».
Пункт 4. Закон сохранения энергии
Этот пункт нужен, если в решении используется закон сохранения механической энергии.
Он выполняется, если работа всех внешних непотенциальных сил равна нулю.
В задачах ЕГЭ чаще всего встречаются три случая.
- ЗСЭ выполняется полностью.
Нет трения, нет неупругих деформаций, нет источников или приёмников энергии. Например: свободное падение, движение по гладкой наклонной плоскости, колебания маятника (без сопротивления).
- ЗСЭ не выполняется, но можно записать изменение механической энергии:
Этот случай используется, например, когда есть сила трения, происходит абсолютно неупругий удар (часть энергии переходит во внутреннюю), внешняя сила совершает работу (тянут за нить, поднимают краном).
- Особый случай: работа силы, перпендикулярной скорости.
Очень часто в задачах на криволинейное движение (шарик на нити, движение по окружности, по гладкой наклонной поверхности) сила реакции опоры (или натяжения нити) перпендикулярна скорости в любой момент времени. Если сила перпендикулярна скорости, то её работа равна нулю, следовательно, такую силу можно не учитывать при записи закона сохранения энергии, даже если она внешняя.
Клише № 1: «Если работа внешних непотенциальных сил равна нулю, то изменение механической энергии системы равно этой работе».
Клише № 2: «Изменение механической энергии тела равно работе непотенциальных сил. Так как в любой точке траектории сила реакции опоры (и/или натяжения нити) перпендикулярна скорости, то её работа равна нулю, поэтому можно записать закон сохранения энергии».
Итог
Обоснование в 26-м задании — это не свободный текст, а чёткий алгоритм из нескольких пунктов. Сначала указывается система отсчёта, затем модель тела, после этого — условия выполнения закона сохранения импульса и/или энергии.
Если каждый из этих пунктов прописан корректно и без пропусков, 1 балл за обоснование можно получать стабильно, независимо от конкретной задачи.
Авторы:
Саня Эбонит, преподаватель «100балльного репетитора» по физике ЕГЭ;
Кир Синюткин, методист «100балльного репетитора» по физике ЕГЭ
