Номер 4, страница 138 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 4. Законы сохранения в механике. Параграф 26. Закон сохранения полной механической энергии. Вопросы - номер 4, страница 138.

Условие.

4. При каких условиях выполняется закон сохранения полной механической энергии?

Решение.

Закон сохранения полной механической энергии утверждает, что полная механическая энергия ($\text{E}$), являющаяся суммой кинетической ($E_k$) и потенциальной ($E_p$) энергий, в определённых условиях остаётся неизменной (сохраняется). Математически это выражается как:

$E = E_k + E_p = \text{const}$

Этот закон выполняется при соблюдении двух ключевых условий.

Во-первых, система тел должна быть замкнутой. Это означает, что на систему не действуют внешние силы, либо их суммарная работа равна нулю. Если внешние силы совершают работу, они изменяют полную энергию системы.

Во-вторых, внутри самой системы работа всех неконсервативных (диссипативных) сил должна быть равна нулю. Основным примером таких сил является сила трения или сила сопротивления среды. Эти силы приводят к преобразованию механической энергии в другие формы, например, в тепловую, из-за чего полная механическая энергия системы уменьшается. Силы, работа которых не приводит к потере механической энергии (например, сила тяжести, сила упругости), называются консервативными. Закон сохранения выполняется, если в системе действуют только консервативные силы, или если диссипативные силы присутствуют, но их работа по какой-либо причине равна нулю.

Таким образом, обобщая, закон сохранения полной механической энергии выполняется для такой системы тел, в которой работа всех внешних сил и всех внутренних неконсервативных (диссипативных) сил равна нулю.

Ответ: Закон сохранения полной механической энергии выполняется, если система тел является замкнутой (работа внешних сил равна нулю) и в ней отсутствуют или не совершают работу неконсервативные (диссипативные) силы, такие как сила трения.