Задание №22 ЕГЭ Физика: разбор и критерии
Ответ на это задание — развёрнутое решение. В тренажёре его проверяет ИИ по официальным критериям ФИПИ, а здесь есть эталонное решение из банка.
Условие
Груз, прикрепленный к пружине жесткости 200 Н/м, совершает гармонические колебания (см. рис.). Максимальная кинетическая энергия груза при этом равна 1 Дж. Какова амплитуда колебаний груза?
Подсказки — как подойти к решению
- Примени закон сохранения энергии для колебаний: в крайнем положении вся механическая энергия сосредоточена в упруго деформированной пружине, а в положении равновесия она целиком кинетическая. Приравняй максимальные значения этих энергий.
- Вырази амплитуду через максимальную кинетическую энергию и жёсткость пружины, не потеряв множитель одна вторая в формуле потенциальной энергии пружины. Проверь единицы: жёсткость дана в ньютонах на метр.
Решение
По закону сохранения энергии E_п_max = E_к_max, где E_п_max = (k Δ x²)/(2).
Таким образом, получаем: (k Δ x²)/(2) = E_к_max. Откуда находим амплитуду колебаний груза:
Δ x = √((2E_к_max))/(k) = √(2/200) = 0,1 м.
Ответ: 0,1 м.
Критерии оценивания ФИПИ
| Критерий (до 2 баллов) | Балл |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); III) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | — |
| 2 Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях. ИЛИ Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. | — |
| 1 Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла. | — |
| 0 Максимальный балл | 2 |
Типичные ошибки
- Ученик забывает множитель одна вторая в формуле энергии пружины и приравнивает кинетическую энергию к жёсткости, умноженной на квадрат амплитуды. Амплитуда тогда выходит заниженной, поскольку формула жёстко связана с энергией именно через этот множитель.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №22 по физике · Разбор темы №22 с нуля