Задание №6 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 34
Условие
Шарик брошен вертикально вверх с начальной скоростью v̄ ₀ (см. рис.). Считая сопротивление воздуха малым, установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять (t₀ — время полета). К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ГРАФИКИ
А)
Б)
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
1) проекция скорости шарика v _y
2) проекция ускорения шарика a_y
3) кинетическая энергия шарика
4) потенциальная энергия шарика
| A | Б |
|---|
Подсказки — как подойти к решению
- Сравни параболы: кинетическая энергия растёт как квадрат скорости, а потенциальная пропорциональна высоте. Определи, куда направлены ветви каждой параболы и где находится её максимум.
- Полная механическая энергия сохраняется, поэтому кинетическая и потенциальная энергии всё время переходят друг в друга: там, где одна величина максимальна, другая минимальна. Это помогает различить графики.
Решение
Рассмотрим движение шарика. Поскольку сопротивлением воздуха можно пренебречь, заключаем, что на шарик действует только сила тяжести, которая сообщает ему постоянное ускорение свободного падения, направленное вниз. Тогда зависимость проекции скорости шарика v _y от времени приобретает вид v _y (t) = v ₀y − gt. Теперь легко видеть, что график А представляет зависимость кинетической энергии шарика от времени (А — 3). Действительно, E_кин = (m v² (t))/(2) = m/2 (v ₀y² −² v ₀ygt + g² t²), это парабола с ветвями вверх. График Б, в свою очередь, соответствует энергии взаимодействия шарика с Землей (Б — 4).
Поскольку шарик двигается с постоянным ускорением, закон изменения со временем высоты шарика над поверхностью земли имеет параболический вид h (t) = v ₀yt − gt²/2, а значит, E_пот = mgh (t) = mg (v ₀yt − gt²/2).
Ответ: 34.
Типичные ошибки
- Направление ветвей парабол определяют формально, не проверяя поведение величины. Кинетическая энергия квадратично зависит от скорости и даёт ветви вверх, а потенциальная энергия пропорциональна высоте и даёт параболу с ветвями вниз.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №6 по физике · Разбор темы №6 с нуля