Номер 5, страница 128 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 4. Законы сохранения в механике. Параграф 24. Механическая энергия. Кинетическая энергия. Теорема о кинетической энергии. Вопросы - номер 5, страница 128.

Условие.

5. Используя теорему о кинетической энергии, укажите, когда механи-ческая работа является:

а) положительной величиной;

б) отрицательной величиной?

Решение.

Теорема о кинетической энергии гласит, что работа $\text{A}$, совершаемая равнодействующей всех сил, приложенных к телу, равна изменению кинетической энергии $\Delta E_k$ этого тела.

Математически это выражается формулой: $A = \Delta E_k = E_{k2} - E_{k1}$

где $E_{k1}$ — начальная кинетическая энергия, а $E_{k2}$ — конечная кинетическая энергия. Кинетическая энергия тела рассчитывается по формуле $E_k = \frac{mv^2}{2}$, где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{v}$ — его скорость.

а) положительной величиной

Механическая работа является положительной величиной ($A > 0$), когда изменение кинетической энергии тела положительно ($\Delta E_k > 0$). Это означает, что конечная кинетическая энергия тела больше начальной: $E_{k2} > E_{k1}$. Поскольку масса тела $\text{m}$ является постоянной положительной величиной, увеличение кинетической энергии происходит за счет увеличения скорости движения тела. Таким образом, положительная работа совершается, когда скорость тела возрастает.

Ответ: Механическая работа является положительной, когда кинетическая энергия тела увеличивается, то есть когда его скорость возрастает.

б) отрицательной величиной

Механическая работа является отрицательной величиной ($A < 0$), когда изменение кинетической энергии тела отрицательно ($\Delta E_k < 0$). Это означает, что конечная кинетическая энергия тела меньше начальной: $E_{k2} < E_{k1}$. Уменьшение кинетической энергии при постоянной массе происходит за счет уменьшения скорости движения тела. Таким образом, отрицательная работа совершается, когда скорость тела уменьшается.

Ответ: Механическая работа является отрицательной, когда кинетическая энергия тела уменьшается, то есть когда его скорость убывает.