Номер 1, страница 134 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Механика. 4. Законы сохранения. Параграф 30. Потенциальная энергия тела при гравитационном и упругом взаимодействиях. Вопросы - номер 1, страница 134.

Условие.

1. Как нужно выбрать нуль потенциальной энергии, чтобы потенциальная энергия тела в поле тяжести Земли была отрицательной?

Решение.

1. Потенциальная энергия тела в однородном поле тяжести Земли вычисляется по формуле $E_p = mgh$, где $m$ — масса тела, $g$ — ускорение свободного падения, а $h$ — высота тела относительно уровня, для которого потенциальная энергия принята равной нулю (нулевого уровня). Величины массы $m$ и ускорения свободного падения $g$ всегда положительны. Следовательно, знак потенциальной энергии $E_p$ полностью определяется знаком высоты $h$.

Для того чтобы потенциальная энергия была отрицательной ($E_p < 0$), необходимо, чтобы высота $h$ также была отрицательной ($h < 0$). Высота $h$ будет отрицательной в том случае, если тело находится ниже выбранного нулевого уровня.

Таким образом, чтобы потенциальная энергия тела в поле тяжести Земли была отрицательной, нужно выбрать нулевой уровень потенциальной энергии выше, чем находится тело.

Ответ: Нулевой уровень потенциальной энергии необходимо выбрать на некоторой высоте над телом.