← Вернуться в журнал

Готовые ответы

Проверено

Механические колебания

Все задания собраны по порядку. Правильные варианты выделены — можно быстро свериться и разобрать ошибки.

10 заданийОтветы отмеченыПо порядку теста
01

Краткий ответ

Задание 1 из 10

Решите задачу. Ускорение свободного падения на поверхности Венеры примерно равно 8,87 м/с28{,}87\ \text{м/с}^2. При расчётах примите π=3,14\pi=3{,}14, gЗ=10 м/с2g_{\text{З}}=10\ \text{м/с}^2.

Период колебаний математического маятника с длиной нити 11 м на его поверхности (округлите до сотых):

TМT_М = поле ответа 1 с.

Период колебания того же маятника на поверхности Земли составляет (округлите до сотых):

TЗT_З = поле ответа 2 с.

Период колебаний маятника на поверхности Венеры (больше/меньше) поле ответа 3 периода колебания того же маятника на поверхности Земли.

Ответы по полямПолей: 3
Поле 12,11
Поле 21,99
Поле 3больше
Показать объяснение

Вспомните формулу для периода математического маятника. Вычислите периоды колебаний маятников на поверхности каждой из планет и сравните их. Период колебания обратно пропорционален ускорению свободного падения. Не забудьте округлить ответы так, как указано в задании.

02

Краткий ответ

Задание 2 из 10

Заполните пропуски. Идеальный математический маятник совершает колебания так, как показано на рисунке, последовательно проходя положения 1,2,3,41, 2, 3, 4 и 55. 2345432.pngОткрыть изображение ↗

В каком положении скорость груза равна нулю? поле ответа 1

В каком положении ускорение груза максимально по модулю? поле ответа 2

При переходе из положения 44 в положение 33 потенциальная энергия груза поле ответа 3 (увеличивается / уменьшается / не изменяется).

При переходе из положения 33 в положение 44 кинетическая энергия груза поле ответа 4 (увеличивается / уменьшается / не изменяется).

Отношение кинетической энергии в положении 33 к потенциальной энергии в положении 11 равно поле ответа 5.

Ответы по полямПолей: 5
Поле 11,5
Поле 21,5
Поле 3уменьшается
Поле 4уменьшается
Поле 51
Показать объяснение

Вспомните энергетические превращения, происходящие при колебаниях математического маятника.

03

Числовой ответ

Задание 3 из 10

Решите задачу. Если на резиновом шнуре подвесить груз, то шнур растянется на 2,52{,}5 см. Определите период малых вертикальных колебаний груза. При расчётах примите π=3,14\pi=3{,}14, gЗ=10 м/с2g_{\text{З}}=10\ \text{м/с}^2.

Период колебаний груза (округлите до тысячных):

T=поле ответа 1 с.

Правильный ответЧисловое значение
0,314
Показать объяснение

Груз подвешен на шнуре — это пружинный маятник. Рассмотрите силы, которые действуют на груз в положении равновесия, в этот момент силы уравновешивают друг друга. Выразите неизвестный коэффициент упругости шнура. Подставьте в формулу для периода колебаний. Не забудьте перевести удлинение шнура в СИ и округлить ответ так, как указано в задании.

04

Числовой ответ

Задание 4 из 10

Решите задачу. Груз совершает горизонтальные колебания на пружине жёсткостью 220 Н/м220\ \text{Н/м} с амплитудой 7,87{,}8 см. Определите потенциальную и кинетическую энергию колебаний в тот момент, когда смещение груза равно 5,25{,}2 см.

Потенциальная энергия груза (округлите до тысячных):

EПE_П = поле ответа 1 Дж.

Кинетическая энергия груза (округлите до сотых):

EКE_К = поле ответа 2 Дж.

Ответы по полямПолей: 2
Поле 10,297
Поле 20,37
Показать объяснение

Вспомните формулу для потенциальной энергии груза для пружинного маятника. Для вычисления потенциальной энергии груза в формулу подставьте значение смещения в указанный момент. Затем вычислите полную механическую энергию груза, она равна максимальной потенциальной энергии, которую можно вычислить через амплитуду колебаний. Кинетическая энергия груза будет равна разности его полной механической энергии и потенциальной энергии в указанный момент.

05

Числовой ответ

Задание 5 из 10

Решите задачу. Капли воды падают через одинаковые промежутки времени с некоторой высоты на пластину, закреплённую на пружине (см. рис.).

2345432.pngОткрыть изображение ↗

Частота собственных колебаний пластины равна 2,5 Гц2{,}5\ \text{Гц}. Известно, что амплитуда колебаний пластины при этом оказывается максимальной. Найдите расстояние между отрывающейся каплей и ближайшей к ней падающей каплей. При расчётах примите g=10 м/с2g=10\ \text{м/с}^2.

Расстояние (округлите до целого):

h = поле ответа 1 см.

Правильный ответЧисловое значение
80
Показать объяснение

Капля движется под действием ускорения свободного падения, её движение равноускоренно. Запишите формулу для пути при равноускоренном движении — это и есть искомая высота. Начальные пройденный путь и скорость капли равны нулю. Время движения капли — это период выпадения этих капель. Так как амплитуда колебаний пластины максимальна, то наблюдается резонанс. Значит, частоты и периоды колебаний пластины и выпадения капель равны. Выразите период через частоту и подставьте в формулу для искомой высоты. Не забудьте представить ответ в тех единицах измерения, которые указаны в задании.

06

Краткий ответ

Задание 6 из 10

Решите задачу. Определите, как и во сколько раз изменится период колебаний груза, подвешенного на нити, если от неё отрезать 59\frac{5}{9} её длины.

Период колебаний поле ответа 1 (уменьшится/увеличится) в (округлите до сотых) поле ответа 2 раза.

Ответы по полямПолей: 2
Поле 1уменьшится
Поле 21,5
Показать объяснение

Запишите формулу для периода колебаний математического маятника. Период прямо пропорционален квадратному корню длины нити, тогда при уменьшении длины уменьшится и период колебаний. Запишите отношение периода колебаний в первом и втором случаях. Сократите неизвестные и вычислите, во сколько раз произойдёт уменьшение. Не забудьте округлить ответ так, как указано в задании.

07

Числовой ответ

Задание 7 из 10

Решите задачу. На невесомую чашку пружинных весов, подвешенную к пружине с жёсткостью 80 Н/м80\ \text{Н/м}, падает с высоты 6060 см груз массой 400400 г и прилипает к ней. Определите амплитуду возникающих при этом колебаний чашки. При расчётах примите g=10 м/с2g=10\ \text{м/с}^2.

Амплитуда колебаний (округлите до целых):

A = поле ответа 1 см.

Правильный ответЧисловое значение
25
Показать объяснение

Запишите закон сохранения энергии для данной ситуации. При этом потенциальная энергия падения груза будет равна полной механической энергии маятника. А полная механическая энергия маятника будет равна его максимальной потенциальной энергии при максимальном отклонении от положения равновесия — амплитуде. Не забудьте, что формулы для потенциальной энергии и потенциальной энергии пружинного маятника разные. Из данного равенства выразите амплитуду колебаний. При вычислениях не забудьте перевести все величины в СИ, а ответ представить в том виде и единицах измерения, которые указаны в условии.

08

Один вариант

Задание 8 из 10

Выберите правильный вариант ответа. По графику зависимости координаты гармонического осциллятора от времени определите амплитуду, период и начальную фазу колебаний. Запишите уравнение x(t)x(t) в единицах СИ, учитывая, что в начальный момент времени осциллятор находился в точке максимального отклонения. 2345432.pngОткрыть изображение ↗

Варианты ответаПравильный вариант отмечен
x(t)=0,1cos(πt5) x(t)=0{,}1\cos\left(\frac{\pi t}{5}\right) Верно
x(t)=10sin(πt5) x(t)=10\sin\left(\frac{\pi t}{5}\right)
x(t)=10cos(πt5) x(t)=10\cos\left(\frac{\pi t}{5}\right)
x(t)=0,1cos(πt2) x(t)=0{,}1\cos\left(\frac{\pi t}{2}\right)
x(t)=0,1sin(πt2) x(t)=0{,}1\sin\left(\frac{\pi t}{2}\right)
09

Краткий ответ

Задание 9 из 10

Решите задачу. На конец пружины жёсткостью 160 Н/м160\ \text{Н/м} горизонтального маятника, груз которого имеет массу 2,5 кг2{,}5\ \text{кг}, действует переменная сила, частота колебаний которой равна 1,27 Гц1{,}27\ \text{Гц}. Найдите собственную частоту маятника и определите, будет ли наблюдаться резонанс. При расчётах примите π=3,14\pi=3{,}14.

Собственная частота маятника (округлите до сотых):

νмаятника\nu_{маятника} = поле ответа 1 Гц.

При этом резонанс наблюдаться (будет / не будет) поле ответа 2.

Ответы по полямПолей: 2
Поле 11,27
Поле 2будет
Показать объяснение

Запишите формулу для периода пружинного маятника и формулу, связывающую частоту колебаний и период. Сопоставьте эти формулы и выразите искомую частоту. Вычислите её, округлив ответ так, как указано в задании. Вспомните условие возникновения резонанса, сравните получившееся значение с частотой вынуждающей силы и ответьте на второй вопрос.

10

Числовой ответ

Задание 10 из 10

Решите задачу. Математический маятник длиной 4040 см подвешен к потолку вагона движущегося поезда. С какой скоростью движется поезд, если маятник особенно сильно раскачивается? При расчётах примите π=3,14\pi=3{,}14, g=10 м/с2g=10\ \text{м/с}^2. Длина рельсов между их стыками составляет 2525 м.

Скорость поезда (округлить до целых):

vv = поле ответа 1 м/с.

Правильный ответЧисловое значение
20
Показать объяснение

Скорость поезда можно вычислить как отношение длины рельсов к периоду колебаний поезда. Так как маятник раскачивается особенно сильно, то наблюдается явление резонанса. Тогда частота колебаний маятника и частота покачивания поезда на стыках рельсов совпадают, следовательно, периоды тоже равны. Запишите формулу для периода математического маятника, подставьте её в формулу для скорости поезда и вычислите. Не забудьте при расчётах перевести всё в СИ и округлить ответ так, как указано в задании.

Вернуться в журнал9 класс · III четверть · 20 неделя