Ученик провёл измерения периода колебаний физического маятника для трёх случаев. Результаты опытов изображены на рисунке. Выберите из предложенного перечня два утверждения

Ответ: 1 и 5 (номер ответа — 15).

Как рассуждать по опытам

Сравниваем пары опытов, в которых меняется только одна величина.

1. Опыты 1 и 2. Масса груза одна и та же — \(m_1\). Длина нити разная: \(l_1 < l_2\). Периоды колебаний разные. Значит, период зависит от длины нити. Подходит утверждение 1.

2. Опыты 2 и 3. Длина нити одна и та же: \(l_2 = l_3\). Массы грузов разные: \(m_1\) и \(m_2\). Периоды одинаковые. Значит, период не зависит от массы груза. Подходит утверждение 5.

Почему не подходят 2, 3 и 4

• 2. Сама по себе формула маятника действительно даёт: при увеличении длины в 4 раза период возрастает в 2 раза. Но задание спрашивает, что следует из этих опытов. В опытах 1 и 2 длина нити изменяется не в 4 раза, поэтому именно такая проверка по данным не проводится. Нельзя выбирать утверждение только потому, что оно верно «вообще».
• 3. На Луне ускорение свободного падения \(g\) меньше, поэтому период был бы больше, а не меньше. К тому же опыты проводились не на Луне.
• 4. Зависимость от широты действительно есть, но в трёх опытах место не меняли, поэтому по этим измерениям такой вывод сделать нельзя.

Проверка по формуле

Для нитяного маятника \[ T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}. \]

• \(T\) растёт при увеличении \(l\) — это подтверждают опыты 1 и 2;
• массы \(m\) в формуле нет — это подтверждают опыты 2 и 3;
• от \(g\) период зависит, но \(g\) в опытах не меняли.

Значит, из результатов измерений следуют только утверждения 1 и 5.