Физика задания егэ по теме механические колебания

1. Вспоминай формулы по каждой теме

2. Решай новые задачи каждый день

3. Вдумчиво разбирай решения

Маленький шарик, изготовленный из материала плотностью (displaystyle rho), радиусом (displaystyle R), подвешенный на металлической пружине, жесткость которой (displaystyle k), совершает гармонические колебания с периодом (displaystyle T). Что произойдет с периодом колебаний и частотой колебаний, если при неизменных амплитуде и размерах уменьшить плотность материала?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Период колебаний}&text{Частота колебаний}\
hline
text{}&text{} \
hline
end{array}]

Период колебаний пружинного маятника связан с массой груза и жесткостью пружины следующим соотношением [T=2pi sqrtfrac{m}{k} , (1)]где (displaystyle m) – масса шарика, которую можно рассчитать, исходя из формулы (displaystyle rho=frac {m}{V} Rightarrow m=rho V,)
где (displaystyle V) – объем шарика, который можно вычислить по формуле [V=frac43pi R^3,] при уменьшении плотности масса, а, следовательно, и период колебаний уменьшатся, подставим вышеприведенные выражения в (1):[T=2pi sqrtfrac{dfrac43pi R^3rho}{k}.] Частота обратно пропорциональна периоду [nu=frac1T,] значит, частота увеличится.

Ответ: 21

Небольшой однородный шар, изготовленный из материала плотностью (displaystyle rho), радиусом (displaystyle R), подвешенный на металлической пружине, жесткостью (displaystyle k), совершает гармонические колебания с периодом (displaystyle T). Что произойдет с периодом колебаний и частотой колебаний, если при неизменной амплитуде, шар заменить на другой, изготовленный из того же материала, но с б(acute{text{о}})льшим объемом?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Период колебаний}&text{Частота колебаний}\
hline
text{}&text{} \
hline
end{array}]

Период колебаний пружинного маятника связан с массой груза и жесткостью пружины соотношением [T=2pi sqrtfrac{m}{k},(1)] где (displaystyle m) – масса шарика, которую можно рассчитать, исходя из формулы (displaystyle rho=frac {m}{V} Rightarrow m=rho V,)
где (displaystyle V) – объем шарика, который можно вычислить по формуле [V=frac43pi R^3,] при увеличении радиуса шара, масса, а, следовательно, и период колебаний увеличится, подставим вышеприведенные выражения в (1):[T=2pi sqrtfrac{dfrac43pi R^3rho}{k}.] Частота обратно пропорциональна периоду [nu=frac1T,] значит, частота уменьшится.

Ответ: 12

Математический маятник образован нитью, длина которой (displaystyle l), и грузом, который является составным кольцом, которое, в свою очередь, можно принять за материальную точку. Примерное изображение подобного кольца показано на рисунке (вид сверху). Кольцо состоит из трех частей, массы которых равны соответственно (displaystyle m), (displaystyle 2m), (displaystyle 3m). Из центра вынимают две части, массами (displaystyle 2m) и (displaystyle 3m), оставляя на нити только внешнюю часть массой (displaystyle m). Как изменяются при этом период колебаний и частота колебаний математического маятника?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Период колебаний}&text{Частота колебаний}\
hline
text{}&text{} \
hline
end{array}]

Так как формула периода математического маятника не зависит от массы груза, а нить во время проведения опыта не меняют, то период колебаний и частота колебаний не меняются. [T=2pi sqrtfrac{l}{g}]

Ответ: 33

Математический маятник образован нитью, длина которой (displaystyle l), и грузом, который является составным кольцом, которое, в свою очередь, можно принять за материальную точку. Примерное изображение подобного кольца показано на рисунке (вид сверху). Кольцо состоит из четырех частей, массы которых равны соответственно (displaystyle 10m), (displaystyle 2m), (displaystyle 3m), (displaystyle m). Крайние части кольца, массами (displaystyle m) и (displaystyle 3m) убирают, оставляя на нити только внутреннюю часть, состоящую из двух массами (displaystyle 10m) и (displaystyle 2m). Как изменяются при этом период колебаний и частота колебаний математического маятника?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Период колебаний}&text{Частота колебаний}\
hline
text{}&text{} \
hline
end{array}]

Так как формула периода математического маятника не зависит от массы груза, а нить во время проведения опыта не меняют, то период колебаний и частота колебаний не меняются. [T=2pi sqrtfrac{l}{g}]

Ответ: 33

Математический маятник образован нитью, длина которой (displaystyle l), и грузом, который является квадратной плоской рамкой с вырезанной серединой, которую, в свою очередь, можно принять за материальную точку. Примерное изображение подобной конструкции показано на рисунке. Как изменяются при заполнении центральной части рамки сила тяжести, действующая на рамку в состоянии максимального отклонения от вертикали и частота колебаний математического маятника?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Сила тяжести}&text{Частота колебаний}\
hline
text{}&text{} \
hline
end{array}]

Так как формула периода математического маятника не зависит от массы груза, а нить во время проведения опыта не меняют, то период колебаний и частота колебаний не меняются. [T=2pi sqrtfrac{l}{g};] [nu=frac{1}{2pi}sqrt{frac{g}{l}}] Так как массу рамки увеличивают, то сила тяжести, которая равна (displaystyle F_text{тяж}=mg,) где (displaystyle m) – масса пластины, которая увеличивается, значит, увеличивается и сила тяжести.

Ответ: 13

К потолку комнаты привязана растягивающаяся пружина жесткостью (displaystyle k), на которой в свою очередь закреплена квадратная плоская рамка с вырезанной серединой. Как изменяются при заполнении центральной части рамки и и замене пружины на новую, жесткостью (displaystyle dfrac k2), период колебаний и частота колебаний маятника? Масса рамки при этом увеличивается в 4 раза.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Период колебаний}&text{Частота колебаний}\
hline
text{}&text{} \
hline
end{array}]

Период колебаний пружинного маятника связан с массой груза и жесткостью пружины следующим соотношением [T=2pi sqrtfrac{m}{k} ,]где (displaystyle m) – масса пластинки до заполнения центральной части. После замены пружины и заполнения центральной части пластины период колебаний станет [T_1=2pi sqrtfrac{4m}{dfrac k2}=2pi sqrtfrac{8m}{k},] мы видим, что (T_1>T ,) значит, период колебаний увеличивается. Частота обратно пропорциональна периоду [nu=frac1T,] значит, частота уменьшается.

Ответ: 12

Маленький спичечный коробок, прикрепленный к пружине, образует пружинный маятник, изображенный на рисунке и совершающий гармонические колебания между точками 1 и 3. Как меняется кинетическая энергия спичечного коробка и жёсткость пружины при движении от точки 1 к точке 2?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Кинетическая энергия}&text{Жесткость пружины}\
hline
text{}&text{} \
hline
end{array}]

Жесткость пружины является характеристикой пружины, которая не зависит от фазы колебания, поэтому жесткость пружины не изменяется.

Точка 2 представляет собой положение устойчивого равновесия маятника. Когда коробок находится в точке 2, пружина не деформирована. Точка 1, напротив, соответствует сжатой пружине. При движении от точки 1, в которой он имеет нулевую скорость, к точке 2 пружина разжимается, тем самым ускоряя груз, то есть скорость груза увеличивается. При этом кинетическая энергия груза увеличивается, так как она равна (displaystyle E_text{к}=dfrac{mv^2}{2})

Ответ: 13