Номер 1, страница 191 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Механика. Глава 4. Законы сохранения в механике. Параграф 32. Кинетическая энергия. Вопросы - номер 1, страница 191.

Условие.

1. Что называют кинетической энергией? Может ли кинетическая энергия быть отрицательной? Ответ обоснуйте.

Решение.

Решение

Кинетической энергией называют энергию механической системы, которой она обладает вследствие своего движения. Это скалярная физическая величина, которая зависит от массы и скорости тела. Кинетическая энергия показывает, какую работу необходимо совершить, чтобы придать телу, находящемуся в состоянии покоя, данную скорость.

Рассчитывается кинетическая энергия по формуле:

$E_k = \frac{mv^2}{2}$

где $E_k$ — кинетическая энергия, $m$ — масса тела, а $v$ — его скорость.

Кинетическая энергия не может быть отрицательной, и это следует непосредственно из её формулы:

1. Масса тела $m$ в классической физике всегда является неотрицательной величиной ($m \ge 0$). Для любого физического объекта масса положительна ($m > 0$).

2. Скорость $v$ входит в формулу в квадрате. Квадрат любого действительного числа (будь то положительное, отрицательное или ноль) всегда неотрицателен ($v^2 \ge 0$). Даже если тело движется в отрицательном направлении (против выбранной оси), его скорость будет отрицательной, но квадрат скорости — положительным.

Так как оба множителя в формуле (масса и квадрат скорости) являются неотрицательными величинами, их произведение, а следовательно, и сама кинетическая энергия, также не может быть отрицательной. Кинетическая энергия равна нулю, если тело покоится ($v=0$), и положительна, если тело движется.

Ответ: Кинетическая энергия — это энергия, которой обладает тело вследствие своего движения. Она не может быть отрицательной. Это обосновывается её формулой $E_k = \frac{mv^2}{2}$, в которой масса ($m$) и квадрат скорости ($v^2$) всегда являются неотрицательными величинами, поэтому их произведение также не может быть отрицательным.