Номер 2, страница 199 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Механика. Глава 4. Законы сохранения в механике. Параграф 34. Механическая энергия системы тел. Изменение механической энергии. Закон сохранения механической энергии. Вопросы - номер 2, страница 199.

Условие.

2. Чему равно изменение механической энергии системы тел в ИСО?

Решение.

Решение

Полная механическая энергия системы тел $E$ представляет собой сумму ее кинетической энергии $E_к$ и потенциальной энергии $E_п$:

$E = E_к + E_п$

Изменение полной механической энергии системы $ΔE$ равно разности ее конечного и начального значений, то есть сумме изменений кинетической и потенциальной энергий:

$ΔE = E_{конечная} - E_{начальная} = ΔE_к + ΔE_п$

Согласно теореме о кинетической энергии, изменение кинетической энергии системы равно работе $A_{всех~сил}$, совершенной всеми силами (как консервативными, так и неконсервативными), приложенными к телам системы:

$ΔE_к = A_{всех~сил}$

Работу всех сил можно представить как сумму работ консервативных сил $A_к$ (сила тяжести, сила упругости) и неконсервативных сил $A_{нк}$ (силы трения, сопротивления среды, внешние тянущие силы и т.д.):

$A_{всех~сил} = A_к + A_{нк}$

По определению, работа консервативных сил равна изменению потенциальной энергии системы, взятому с противоположным знаком:

$A_к = -ΔE_п$

Подставим выражения для работ в теорему о кинетической энергии:

$ΔE_к = -ΔE_п + A_{нк}$

Перенеся изменение потенциальной энергии в левую часть, получим теорему об изменении полной механической энергии:

$ΔE_к + ΔE_п = A_{нк}$

Таким образом, изменение полной механической энергии системы $ΔE$ равно работе неконсервативных сил:

$ΔE = A_{нк}$

Данное утверждение справедливо для любой инерциальной системы отсчета (ИСО). Если работа неконсервативных сил равна нулю, то механическая энергия системы сохраняется.

Ответ: Изменение механической энергии системы тел в инерциальной системе отсчета равно суммарной работе всех неконсервативных сил (внутренних и внешних), действующих на тела этой системы.