Физика 7 класс учебник Перышкин, Иванов - страница 204

Тип: ГДЗ, Решебник.
Авторы: Перышкин И. М., Иванов А. И.
Часть: без частей.
Год: 2026.

Серия: (ФГОС).
Издательство: Просвещение.

Е_к1 + Е_п1 = Е_к2 + Е_п2
   где Е_к1, Е_п1 — кинетическая и потенциальная энергия системы в момент времени 1; Е_к2, Е_п2 — кинетическая и потенциальная энергия системы в момент времени 2.
   Энергия может не только переходить из одного вида в другой, но и перераспределяться между телами системы. Например, в результате столкновения стального шара с другим таким же шаром, но неподвижным, первый шар останавливается, а второй начинает двигаться со скоростью, которой обладал первый шар до столкновения. В этом примере механическая энергия системы из двух шаров не изменяется, но происходит передача энергии от одного шара другому.
   В реальных процессах механическая энергия обычно не остаётся постоянной, а уменьшается со временем. Дело в том, что в любой системе в той или иной форме действуют силы трения. В результате брусок, скользящий по столу, останавливается, колебания маятника затухают, мяч подскакивает на всё меньшую и меньшую высоту и в итоге остаётся лежать на полу.
   Обратим внимание, что убывание механической энергии не означает, что энергия исчезает бесследно. В действительности она переходит из механической в другую форму. С этим другим видом энергии вы познакомитесь в следующем учебном году.

Номер 1.

Как меняется потенциальная и кинетическая энергия при падении тела?

Ответ:

   Суть: При свободном падении тела его потенциальная энергия трансформируется в кинетическую.
   Детали: Старт (верхняя точка): Тело находится на максимальной высоте, поэтому обладает максимальной потенциальной энергией (за счет гравитации) и нулевой кинетической энергией (поскольку покоится).
   В полете: По мере снижения высота уменьшается, что ведет к уменьшению потенциальной энергии. Одновременно с этим растет скорость, а значит, и кинетическая энергия.
   Финиш (перед землей): Непосредственно перед касанием земли высота практически равна нулю, что означает минимальную (близкую к нулю) потенциальную энергию. Скорость же достигает своего максимума, как и кинетическая энергия.
   Закон сохранения: Если не учитывать сопротивление воздуха, общая механическая энергия (сумма кинетической и потенциальной) остается неизменной на протяжении всего падения.

Номер 2.

Какие превращения энергии происходят при ударе стального шарика о стальную плиту?

Ответ:

   Объяснение:
   Процесс состоит из следующих фаз:
   Свободное падение: Шарик, обладая потенциальной энергией, преобразует ее в кинетическую по мере движения вниз.
   Столкновение: При контакте с поверхностью происходит следующее:
   Часть кинетической энергии шарика трансформируется в энергию упругой деформации как самого шарика, так и плиты.
   Некоторая доля энергии рассеивается в виде тепла, повышая температуру обоих объектов.
   Возникает звуковая волна, воспринимаемая как стук.
   Возвращение: Деформированные тела частично восстанавливают свою форму, возвращая энергию в виде кинетической, что приводит к отскоку. Однако из-за потерь на тепло и звук, шарик не достигает первоначальной высоты.
   Схема превращений: Потенциальная энергия → Кинетическая энергия → Деформация + Тепло + Звук → Кинетическая энергия (при отскоке).

Номер 3.

Приведите примеры физических явлений, в которых кинетическая и потенциальная энергия переходят друг в друга.

Ответ:

Маятник (математический или пружинный):
в крайних точках — максимальная E_п, E_к = 0, в нижней точке — максимальная E_к, E_п = 0.
Качание качелей: при подъёме E_к → E_п, при спуске E_п → E_к
Бросок мяча вверх:
при подъёме: E_к → E_п, при падении: E_п → E_к

Номер 4.

Предложите эксперимент, подтверждающий, что энергия может переходить от одного тела к другому.

Ответ:

   Эксперимент: столкновение двух шаров

   Оборудование:
• два одинаковых стальных шара;
• гладкая горизонтальная поверхность (стол).

    Ход эксперимента:
1. Положите один шар (шар В) неподвижно на стол.
2. Толкните второй шар (шар А) так, чтобы он двигался прямо к шару В.
3. Наблюдайте за столкновением.

    Результат:
• до столкновения: вся кинетическая энергия у шара А (Е_к1 = mv²/2, шар В покоится);
• после столкновения: шар А останавливается, шар В начинает двигаться с той же скоростью, что была у шара А.

    Вывод: кинетическая энергия полностью перешла от шара А к шару В, что подтверждает возможность передачи энергии между телами.
    Примечание: в реальности часть энергии уйдёт на звук и тепло, поэтому шар В будет двигаться чуть медленнее. Для более точного результата используйте шары на воздушной подушке или в вакууме.

Номер 5.

Сформулируйте закон сохранения механической энергии.

Ответ:

Если система полностью изолирована и подвержена только действию консервативных сил (например, гравитационных или упругих), то её общая механическая энергия не изменяется со временем. Кинетическая и потенциальная энергия могут переходить друг в друга, но их сумма всегда будет одной и той же.
Это выражается математически как:
E_полн = E_к + E_п = const

Конец страницы