СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
≡ физика
сайты - меню - вход - новости




Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 6 № 5204

Массивный груз, подвешенный к потолку на пружине, совершает вертикальные свободные колебания. Пружина всё время остаётся растянутой. Как ведёт себя потенциальная энергия пружины, кинетическая энергия груза, его потенциальная энергия в поле тяжести, когда груз движется вниз к положению равновесия?

 

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

 

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

 

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

 

Потенциальная энергия

пружины

Кинетическая энергия

груза

Потенциальная энергия

груза в поле тяжести

Решение.

В положении равновесия скорость груза максимальна. Поэтому при движении вниз к положению равновесия, скорость груза увеличивается, а значит, увеличивается и кинетическая энергия.

Для вертикального маятника важно различать потенциальную энергию груза () и потенциальную энергию пружины Первая определяется изменением вертикальной координаты груза, вторая — деформацией пружины. При этом, поскольку в положении равновесия пружина растянута силой тяжести, действующей на груз, значение потенциальной энергии пружины в этом состоянии не обращается в нуль. Ясно, что при движении вниз, потенциальная энергия груза уменьшается. Пружина же, по условию, все время остается растянутой. Следовательно, когда груз двигается вниз, ее деформация увеличивается, а значит, увеличивается и потенциальная энергия пружины.

 

Ответ: 112.

 

Примечание.

При определении потенциальной энергии пружины нужно обратить внимание на тот факт, что она всё время растянута, и в положении равновесия потенциальная энергия пружины не равна нулю.

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Урал. Вариант 3.
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.5.1 Гармонические колебания. Амплитуда и фаза колебаний. Кинематическое описание
Спрятать решение · ·
Павел Иевлев 01.06.2014 12:10

Текст решения задачи не соответствует правильному ответу. Цитирую: "Ясно, что при дви­же­нии вниз, по­тен­ци­аль­ная энер­гия груза умень­ша­ет­ся."

 

Вопросы по порядку:

1) По­тен­ци­аль­ная энер­гия пру­жи­ны

2) Ки­не­ти­че­ская энер­гия груза

3) По­тен­ци­аль­ная энер­гия груза в поле тя­же­сти

 

"Пра­виль­ный ответ: 112".

1) уве­ли­чи­ва­ет­ся

2) умень­ша­ет­ся

3) не из­ме­ня­ет­ся

Сергей Тигольских

Пружина всё время остаётся растянутой.

Петя Гурьев 12.02.2016 22:22

Например в задаче №4680 (задание 6 №24) согласно логике пояснений к этой задаче уменьшается деформация пружины,следовательно уменьшается и потенциальная энергия ;притом в точке равновесия она тоже согласно данному пояснению не равна нулю.Но там она увеличивается ! Не могли бы вы объяснить мне как находить потенциальную энергию пружины разных систем

Антон

При движении вниз деформация пружины увеличивается. В положении равновесия пружина деформирована в отличие от задачи № 4680, где в положении равновесия пружина недеформирована.

михаил сомов 07.04.2016 21:01

Когда груз движется к положению равновесия, по­тен­ци­аль­ная энер­гия пру­жи­ны уменьшается

Антон

При дви­же­нии вниз де­фор­ма­ция пру­жи­ны уве­ли­чи­ва­ет­ся. В по­ло­же­нии рав­но­ве­сия пру­жи­на де­фор­ми­ро­ва­на.