Номер 5, страница 179, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механика. Глава III. Законы сохранения в механике. Параграф 18. Закон сохранения энергии в механике - номер 5, страница 179.

Условие.

5. Сохраняется ли механическая энергия бруска, соскальзывающего с гладкой наклонной плоскости?

Решение 2.

Решение

Механическая энергия тела представляет собой сумму его кинетической и потенциальной энергий: $E_{мех} = E_k + E_p$. Закон сохранения механической энергии выполняется, если работа всех неконсервативных сил, действующих на тело, равна нулю. К неконсервативным силам относится, например, сила трения.

Рассмотрим силы, действующие на брусок, который соскальзывает с наклонной плоскости:

1. Сила тяжести ($m\vec{g}$) – это консервативная сила. Ее работа учитывается через изменение потенциальной энергии тела ($E_p = mgh$).

2. Сила нормальной реакции опоры ($\vec{N}$) – эта сила направлена перпендикулярно поверхности наклонной плоскости, а следовательно, перпендикулярно вектору перемещения бруска. Работа силы, перпендикулярной перемещению, равна нулю.

3. Сила трения ($F_{тр}$) – по условию, наклонная плоскость является гладкой. Это означает, что силой трения можно пренебречь, то есть считать ее равной нулю ($F_{тр} = 0$). Следовательно, работа силы трения также равна нулю.

Таким образом, работа всех неконсервативных сил, действующих на брусок, равна нулю. Это означает, что полная механическая энергия бруска сохраняется. В процессе движения вниз по наклонной плоскости потенциальная энергия бруска будет переходить в кинетическую, но их сумма в любой момент времени будет оставаться постоянной.

Ответ: Да, механическая энергия бруска, соскальзывающего с гладкой наклонной плоскости, сохраняется. Это происходит потому, что работа неконсервативных сил (в данном случае силы трения и силы нормальной реакции опоры) равна нулю.