Задание №4 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 16
Условие
На рисунке представлен график зависимости потенциальной энергии математического маятника (относительно положения его равновесия) от времени. Какова полная механическая энергия маятника в момент времени, соответствующий на графике точке D? (Ответ дайте в джоулях.)
Подсказки — как подойти к решению
- Помни, что при свободных колебаниях маятника полная механическая энергия сохраняется и равна наибольшему значению потенциальной энергии на графике, то есть в те моменты, когда кинетическая энергия обращается в ноль.
- Не бери ординату точки D как полную энергию: в этой точке часть энергии маятника приходится на кинетическую. Найди максимум потенциальной энергии за период и запиши именно его.
Решение
При колебании математического маятника выполняется закон сохранения полной механической энергии, так как на маятник не действует никаких внешних сил, совершающих работу. В любой момент времени имеем:
E_кин (t) + E_п (t) = E_полн. мех. = const.
Из графика видно, что в моменты времени 0 с и 2 с потенциальная энергия имеет максимум, а значит, в эти моменты времени ее значение совпадает с величиной полной механической энергии. Отсюда:
E_полн. мех. = 16 Дж.
Ответ: 16.
Типичные ошибки
- Ученик прочитал по графику значение потенциальной энергии в точке D и счёл его полной энергией, забыв, что полная механическая энергия постоянна и равна максимуму потенциальной, а остаток даёт кинетическая.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №4 по физике · Разбор темы №4 с нуля