Задание №4 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 20
Условие
На рисунке представлен график зависимости потенциальной энергии математического маятника (относительно положения его равновесия) от времени. Какова кинетическая энергия маятника в момент времени t = 1 с? (Ответ дайте в джоулях.)
Подсказки — как подойти к решению
- Учти, что в момент, когда потенциальная энергия по графику обращается в ноль, маятник проходит положение равновесия и движется с наибольшей скоростью, поэтому вся его энергия сосредоточена в кинетической.
- Используй закон сохранения полной механической энергии: сумма кинетической и потенциальной энергий неизменна, поэтому искомое значение совпадает с наибольшей ординатой графика потенциальной энергии.
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_пот (t) = E_полн. мех. = const.
Из графика видно, что в момент времени t = 1c потенциальная энергия обращается в ноль. Следовательно, в этот момент времени кинетическая энергия совпадает с полной механической энергией. Значение последней можно найти из графика в точках максимума потенциальной энергии (когда обращается в ноль кинетическая энергия). В итоге имеем:
E_кин (t = 1c) = 20 Дж.
Ответ: 20.
Типичные ошибки
- Ученик записал в ответ значение потенциальной энергии в этот момент вместо кинетической: в положении равновесия потенциальная энергия минимальна, а кинетическая как раз максимальна и равна полной энергии маятника.
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