Задание 4. Условие равновесия твёрдого тела, закон Архимеда, маятники, волны и звук: ЕГЭ по физике

Задание 4 ЕГЭ по физике проверяет умение применять условия равновесия твёрдого тела, закон Архимеда, формулы математического и пружинного маятников, а также волновые характеристики (скорость, длина волны, частота) и звук. В спецификации ФИПИ тема заявлена как «Условие равновесия твёрдого тела…

Что нужно знать

• Условие равновесия твёрдого тела: векторная сумма сил равна нулю и сумма моментов сил относительно любой оси равна нулю.
• Момент силы M = F·d, где d — плечо (кратчайшее расстояние от оси до линии действия силы); знак момента учитывают по направлению вращения.
• Для рычага: F1·l1 = F2·l2, где l1 и l2 — плечи относительно оси вращения (опоры).
• Центр тяжести однородного тела: у стержня — середина, у треугольника — пересечение медиан, у прямоугольника — пересечение диагоналей.
• Закон Архимеда: F_A = ρ_ж·g·V_погр, где ρ_ж — плотность жидкости/газа, V_погр — объём погружённой части тела.
• Условие плавания: F_A = m·g, откуда ρ_ж·V_погр = ρ_т·V_т; для полностью погружённого тела ρ_т = ρ_ж.

Термины и понятия

• Равновесие твёрдого тела: состояние, при котором тело покоится или движется равномерно и прямолинейно; для абсолютно твёрдого тела…
• Плечо силы: кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы.
• Момент силы: величина M = F·d, характеризующая вращающее действие силы; измеряется в Н·м.
• Центр тяжести: точка приложения равнодействующей сил тяжести всех частей тела.
• Закон Архимеда: на тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости или газа.
• Погружённый объём: часть объёма тела, находящаяся ниже уровня жидкости.
• Математический маятник: идеализированная система из невесомой нерастяжимой нити и материальной точки; при малых углах отклонения совершает…
• Пружинный маятник: груз на пружине, совершающий колебания под действием силы упругости.

Частые ошибки

• Неверно определяют плечо силы: берут расстояние до точки приложения силы, а не кратчайшее расстояние до линии её действия.
• Забывают, что момент силы может быть положительным или отрицательным, и складывают моменты без учёта направления вращения.
• В условии равновесия учитывают не все силы: например, не учитывают силу реакции опоры или силу натяжения нити.
• В законе Архимеда подставляют весь объём тела вместо погружённого объёма.

Как пройти тему

В курсе «Физика» тема «Задание 4. Условие равновесия твёрдого тела, закон Архимеда, маятники, волны и звук» занимает 7 занятий по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

Другие темы раздела

• Задание 1. Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение
• Задание 2. Второй закон Ньютона, закон всемирного тяготения, закон Гука, сила трения
• Задание 3. Импульс, закон сохранения импульса, энергия, закон изменения и сохранения механической энергии
• Задание 5. Кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика, механические колебания
• Задание 6. Кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика, механические колебания
• Задание 7. Связь температуры газа со средней кинетической энергией поступательного теплового движения его частиц

← Предыдущая тема: Задание 3. Импульс, закон сохранения импульса, энергия, закон изменения и сохранения механической энергии
Следующая тема: Задание 5. Кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика, механические колебания

Все темы: ЕГЭ по физике