№№ заданий Пояснения Ответы Ключ Добавить инструкцию Критерии
Источник Раздел кодификатора ФИПИ Справка Готово, можно копировать.
Задания
Задание 6 № 3892

Маленький шарик, подвешенный на лёгкой нерастяжимой нити, совершает колебания. Когда шарик проходит положение равновесия, с помощью специального зажима, расположенного в точке А, изменяют положение точки подвеса. Как при этом изменяются следующие физические величины: период колебаний шарика, максимальный угол отклонения шарика от положения равновесия, модуль силы натяжения нити в точке О?

 

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается;

2) уменьшается;

3) не изменяется.

Цифры в ответе могут повторяться.

 

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ   ИХ ИЗМЕНЕНИЕ

A) Период колебаний шарика

Б) Максимальный угол отклонения шарика от положения равновесия

B) Модуль силы натяжения нити в точке О

 

1) Увеличивается

2) Уменьшается

3) Не изменится

 

AБВ
   

Решение.

Период колебаний математического маятника связан с длиной подвеса и ускорением свободного падения соотношением: Таким образом, если изменить точку подвеса так, как показано на картинке, период колебаний уменьшится (А — 2).

Выпишем второй закон Ньютона для шарика в точке в проекции на вертикальную ось: Ускорение есть центростремительное ускорение движения по окружности. Как известно, оно связано со скоростью движения и радиусом окружности соотношением: При перемещении точки подвеса маятника в точку скорость движения шарика в точке не изменится, а вот радиус окружности, по которой двигается шарик, уменьшится. Следовательно, ускорение шарика в точке увеличится. Отсюда сразу видим,что и сила натяжения нити в этой точке увеличится: (В — 1).

При колебания выполняется закон сохранения полной механической энергии. При перемещении точки подвеса в точку энергия так же не изменяется. Поэтому максимальная высота подъема шарика над положением равновесия в результате такого изменения останется той же. Но так как длина подвеса уменьшилась, легко заметить, что максимальный угол отклонения теперь будет больше (Б — 1).

 

Ответ: 211.