физика
Информатика
Русский язык
Английский язык
Немецкий язык
Французcкий язык
Испанский язык
Физика
Химия
Биология
География
Обществознание
Литература
История
сайты - меню - вход - новости




Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 6 № 3102

Груз массой подвешенный к длинной нерастяжимой нити длиной совершает колебания с периодом Угол максимального отклонения равен Что произойдет с периодом колебаний, максимальной кинетической энергией и частотой колебаний нитяного маятника, если при неизменном максимальном угле отклонения груза уменьшить длину нити?

К каждому элементу первого столбца подберите элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры могут повторяться.

 

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ   ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А) Период колебаний

Б) Максимальная кинетическая энергия

В) Частота колебаний

 

1) Увеличивается

2) Уменьшается

3) Не изменится



AБВ
   

Решение.

Период колебаний связан с длиной нити и величиной ускорения свободного падения соотношением Следовательно, при уменьшении длины нити период колебаний уменьшится (А — 2). Частота обратно пропорциональна периоду, значит, частота увеличится (В — 1). При колебаниях нитяного маятника выполняется закон сохранения полной механической энергии, поскольку на него не действует никаких внешних сил, совершающих работу. Будем отсчитывать потенциальную энергию маятника от положения устойчивого равновесия. Тогда максимальная кинетическая энергия груза будет равна его потенциальной энергии во время максимального отклонения из положения равновесия.

Из рисунка видно, что при уменьшении длины нити и неизменном угле максимального отклонения, высота подъема груза над положением равновесия уменьшается а значит, уменьшается его потенциальная энергия в этом положении. Таким образом, при уменьшении длины нити и неизменном угле максимальная кинетическая энергия груза уменьшается (Б — 2).

 

Ответ: 221.

Раздел кодификатора ФИПИ: 1.5.1 Гармонические колебания. Амплитуда и фаза колебаний. Кинематическое описание, 1.5.2 Период и частота колебаний
Спрятать решение · ·
Гость 14.05.2012 18:24

Но ведь при движении по окружности будет увеличиваться скорость движения маятника, это следует из формулы v=2*3,14*R*n(n-частота). А кинетическая энергия прямо пропорционально зависит от скорости. Разве не так?

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Ваша формула, во-первых, подходит только для равномерного движения по окружности, а маятник совершает колебания. А во-вторых, даже если бы ее можно было бы применить, то непонятно как, радиус окружности уменьшается, частота увеличивается, как изменяется их произведение  —   неизвестно :)

Кирилл Qwertum 27.09.2012 22:47

Объясните пожалуйста, почему при уменьшении потенциальной энергии, максимальная кинетическая тоже уменьшается? Разве кинетическая энергия не будет увеличиваться?

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Тут говорится не о превращении одного типа энергии в другой, а о сравнении двух ситуаций. Делается следующий вывод: при укорачивании нити уменьшается перепад высот для маятника при колебании, а значит, уменьшается максимальная потенциальная энергия, измеренная относительно положения равновесия, что в свою очередь ведет к уменьшению максимальной кинетической энергии.

Гость 12.03.2013 16:11

"Делается следующий вывод" ... Мне кажется ваш вывод притянут за уши... и решение имеет двусмысленный характер, как и в некоторых задачах выше... Желательно, чтобы задачи были более четко сформулировали и лишены двусмысленности. Иначе может возникнуть ошибка "трактования задания", а не ошибка "незнания материала..."

Алексей

Добрый день!

Я не согласен, мне кажется, что условие задачи написано вполне отчетливо, и никаких разночтений быть не должно.

Что касается "следующего вывода": он не притянут за уши, а опирается на картинку, приведенную в решении. Из нее действительно все ясно