---

Изменение физических величин

---

В задании №6 ЕГЭ по физике необходимо выбрать правильное заключение, проанализировав условие задачи. Тематика задач — механика.

---

Теория к заданию №6 ЕГЭ по физике

---

Кратко напомним основные моменты.

По второму закону Ньютона сила, действующая на тело, равна F=ma

Сила всемирного тяготения определяется по формуле:

Здесь М и m — массы взаимодействующих (притягивающихся) тел, G -гравитационная постоянная. R – расстояние между этими телами либо между их центрами, если размеры тел соизмеримы с расстоянием между ними (2-му варианту соответствует, например, ситуация, когда рассматривается Земля и ее спутник).

При движении по кругу центростремительное ускорение можно вычислить по формуле:

Период обращения спутника вокруг орбиты равен:

Закон Архимеда: на тело, погруженное в воду, действует сила F=ρgV.

Кинетическая энергия тела, совершающего колебания выражается формулой:

Закон сохранения энергии: механическая энергия тела не изменяется, если не происходит ее перехода во внутреннюю.

---

Разбор типовых заданий №6 ЕГЭ по физике

---

Демонстрационный вариант 2018

 Алгоритм решения:

1. Определяем силы, действующие на спутник. Записываем соответствующие формулы.
2. Выражаем скорость спутника через радиус орбиты и делаем вывод относительно ее изменения. Выражаем центростремительное ускорение через радиус орбиты.
3. Выражаем период обращения спутника через радиус орбиты.
4. Записываем ответы.

Решение:

1. На спутник действует сила притяжения Земли F. Именно она удерживает спутник на орбите. Обозначим массу спутника m, массу Земли – M. Тогда их взаимодействие выглядит так:

По второму закону Ньютона сила F, действующая на спутник, определяется формулой:

F=ma. Но эта же сила является силой взаимного притяжения:

Поскольку спутник движется по круговой орбите, ускорение а является центростремительным. Его можно определить по формуле:

Значит, сила F равна:

2. (1)=(2):

Отсюда

Эта формула выражает зависимости скорости спутника от радиуса орбиты.

По условию спутник изменил орбиту, причем известно, что скорость уменьшается. Из формулы для v следует, что при постоянных G и M скорость и радиус R являются обратно пропорциональными величинами. Это значит, что при уменьшении скорости радиус увеличивается. С ускорением радиус связан через уравнение:

После сокращения в нем массы получим, что ускорение обратно пропорционально радиусу. Это означает, что при увеличении радиуса ускорение уменьшается. Следовательно, в таблицу нужно записать, что центростремительное ускорение спутника уменьшается. Вариант ответа – 2.

3. Время полного оборота (период) спутника на орбите равен

В формуле период прямо пропорционально зависит от радиуса орбиты и обратно пропорционально скорости. Если радиус увеличился (см.п.2), значит, и период тоже увеличился. Вариант ответа – 1.

4. Заполняем таблицу:

Центростремительное ускорение спутника	Период обращения вокруг Земли
2 (уменьшается)	1 (увеличивается)

Ответ: 21

---

Первый вариант задания (Демидова, №1)

Алгоритм решения:

1. Анализируем условие задачи.
2. Сравниваем плотности керосина и воды. Делаем вывод относительно глубины погружения.
3. Записываем ответ.

Решение:

1. По условию брусок плавает каждой из указанных жидкостей. Это говорит о том, что сила выталкивания уравновешивает силу тяжести бруска и равна ей. Сила тяжести не изменяется. Следовательно, не изменится и сила Архимеда. Вариант ответа – 3.

2. Плотность керосина меньше, плотности воды. Поскольку F_A=ρgV, то при постоянных значениях g и V сила Архимеда пропорциональна плотности. Следовательно, сила Архимеда в керосине будет меньшей, чем в воде, и брусок в воде будет сильнее выталкиваться. Это означает, что в керосине брусок погружается глубже, чем в воде. Т.е. в воде глубина уменьшится. Вариант ответа – 2.

Ответ: 32

---

Второй вариант задания (Демидова, №3)

 Алгоритм решения задачи:

1. Анализируем условие задачи. Сравниваем период колебаний.
2. Сравниваем кинетическую энергию шариков.
3. Проводим анализ изменения период колебаний.
4. Записываем ответ.

Решение:

1. Если амплитуда колебаний постоянная, то это означает, что грузики отклоняются вверх от положения равновесия на одинаковую высоту. Ускорение свободного падения g не зависит от массы падающего тела. Значит, грузики в одновременно достигнут точки равновесия маятника. То есть период их колебаний будет одинаков, т.е. не изменится. Вариант ответа – 3.

2. Кинетическая энергия грузика достигает максимума, когда груз проходит точку равновесия. Эта энергия равна

Период колебаний грузиков не изменился. Следовательно, скорость их движения тоже одинакова. Отсюда делаем вывод: отличие кинетических энергий грузов будет отличаться на их массу.А поскольку масса алюминиевого грузика меньше, то и энергия его будет меньшей. Вариант ответа – 2.

Ответ: 32

---

Третий вариант задания (Демидова, №7)

 Алгоритм решения:

1. Анализируем условие задачи.
2. Раскладываем скорость на составляющие.
3. Определяем характер изменения полной механической энергии.
4. Записываем ответ.

Решение:

1. Шарик брошен под углом к горизонту. Значит, его скорость можно разложить на две составляющие – проекции на выбранные координатные оси. В данном случае можно пренебречь сопротивлением воздуха

2. Горизонтальная составляющая скорости шарика при таком броске постоянна, поскольку нет горизонтальной составляющей ускорения (имеется только вертикально вниз направленное ускорение g). А вертикальная сначала убывает до нуля (когда достигнута наивысшая точка подъема), а потом увеличивается по мере приближения к земле (поскольку направление движения совпадает с направлением ускорения g). Вариант ответа – 1.

3. Если при движении вниз меняется скорость, то меняется и кинетическая энергия шарика, достигая максимального значения в момент касания земли. Потенциальная энергия при этом меняется от наибольшего значения в наивысшей точке подъема до нуля в момент касания шарика с землей. Но поскольку сопротивлением воздуха можно пренебречь, то работает закон сохранения энергии, согласно которому полная механическая энергия не меняется. Вариант ответа – 3.

Ответ: 31