Параграф 60 ГДЗ Перышкин Иванов 7 класс (Физика)
Рассмотрим вариант решения задания из учебника
Перышкин, Иванов 7 класс, Просвещение:
1. Как меняется потенциальная и кинетическая энергия при падении тела?
При отпускании покоящегося тела изначально его потенциальная энергия максимальна, а кинетическая энергия равна нулю; во время падения потенциальная энергия будет уменьшаться, а кинетическая энергия – увеличиваться на одинаковую величину (при отсутствии внешних сил); в момент касания земли потенциальная энергия
будет равна нулю, а кинетическая энергия максимальна;
2. Какие превращения энергии происходят при ударе стального шарика о стальную плиту?
Если шарик брошен вниз, то сначала его потенциальная энергия будет постепенно превращаться в кинетическую; во время удара о плиту кинетическая энергия шарика превратится во внутреннюю энергию обоих тел, то есть затратится на деформацию и нагрев;
3. Приведите примеры физических явлений, в которых кинетическая и потенциальная энергия переходят друг в друга.
Подобным примером является падение мяча на пол и его отскок, в этом случае рассматриваемое превращение энергии происходит несколько раз; потенциальная энергия превращается в кинетическую при спуске на санях с горы; а обратное превращение наблюдается при натягивании тетивы лука или резинки рогатки;
4. Предложите эксперимент, подтверждающий, что энергия может переходить от одного тела к другому.
Расположим на полу небольшой твердый шарик, его механическая энергия равна нулю; возьмем другой такой же шарик и толкнем его в сторону первого; после столкновения первый шар также придет в движение; причем, если измерить их скорости, то можно будет определить, что сумма кинетических энергий шаров будет равна изначальной кинетической энергии второго шарика;
5. Сформулируйте закон сохранения механической энергии.
Закон сохранения механической энергии гласит, что механическая энергия системы тел, взаимодействующих только друг с другом и только силами тяготения и упругости, остается постоянной:
E_к1+E_п1=E_к2+E_п2;
Что, по вашему мнению, вносит наибольший вклад в энергию вылетающей из лука стрелы — корпус лука или тетива?
Корпус лука
Разгоняется стрела за счет потенциальной энергии
1. Стальной шарик висит на нити. Отклоним его в сторону и отпустим. Какие превращения энергии при этом происходят?
При отклонении шарик приобретает потенциальную энергию, которая при движении вниз постепенно превращается в кинетическую (максимальна в нижней точке), а при движении вверх – снова в потенциальную; из-за сопротивления воздуха и трения нитки о крепление часть механической энергии переходит во внутреннюю;
2. Мяч массой 100 г подброшен с поверхности земли вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Чему равна его потенциальная энергия в высшей точке подъёма?
При броске мячу сообщили кинетическую энергию, которая полностью перейдет в потенциальную в наивысшей точке его подъема; так как мяч брошен с поверхности земли вертикально вверх, то достаточно найти только его кинетическую энергию в самом начале:
1. Проверьте на опыте закон сохранения механической энергии. Для этого сделайте наклонную плоскость, например, из кабель-канала. Высоту подберите таким образом, чтобы брусок начинал движение из верхней точки без вашей помощи. Движение бруска по наклонной плоскости прямолинейное равноускоренное с начальной скоростью, равной нулю. В этом случае скорость бруска у основания наклонной плоскости можно определить по формуле v = 2l/t, где l — длина наклонной плоскости, t — время движения. Учитывая, что потенциальная энергия тела Eп = mgh, а кинетическая — Eк = mv^2/2, можно сравнивать значения gh и v^2/2. Обсудите результаты опыта с одноклассниками и учителем. Какой вывод можно сделать на основе полученных результатов?
Проведем данный опыт и вычислим величины:
m=200 г, l=2 м, t=0,8 с, v=2l/t=4/0,8=5 м"/" с;
h=1,32 м, E_п=mgh=0,2∙9,8∙1,32≈2,587 Дж;
E_к=(mv^2)/2=(0,2∙5^2)/2=0,1∙25=2,5 Дж, gh≈v^2/2;
Значения почти совпадают, различие можно считать погрешностью измерений и отрицательной работой силы трения, препятствующей движению бруска; вся потенциальная энергия бруска из начала пути стала его кинетической энергией в основании наклонной плоскости;
2. Посмотрите ролик «Маятник Максвелла» https://gotourl.ru/12654. Изучите принципы работы маятника. Почему маятник с течением времени поднимается на меньшую высоту? На что расходуется первоначальная энергия маятника?
Для запуска маятника необходимо накрутить нити на ось, подняв таким образом маятник в наивысшую точку (потенциальная энергия здесь максимальна), a затем отпустить. Под действием силы тяжести маятник начнут опускаться вниз, все быстрее вращаясь, c постоянным ускорением. Ускорение диска при его движении вниз не зависит от его массы и момента инерции, a зависит от соотношения радиуса оси вращения (r) и радиуса самого диска (R). По ме-ре движения вниз потенциальная энергия ранее поднятого маятника переходит в кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Опускания и подъем диска со все уменьшающейся амплитудой повторяются много раз, пока маятник, наконец, не останавливается, т.к. весь первоначальный запас энергии в результате трения превращается в тепловую энергию.
