Номер 2, страница 355 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Параграф 6.11. Уменьшение механической энергии системы под действием сил трения. Глава 6. Закон сохранения энергии. Законы сохранения в механике - номер 2, страница 355.

Условие.

2. Приведите примеры диссипации (рассеяния) механической энергии.

Решение.

Диссипация (рассеяние) механической энергии — это необратимый процесс перехода упорядоченной механической энергии (кинетической и потенциальной) в другие формы энергии, чаще всего во внутреннюю (тепловую) энергию, из-за действия диссипативных сил, таких как трение или сопротивление среды. В результате полная механическая энергия системы уменьшается.

Затухающие колебания маятника: Маятник, качающийся в воздухе, постепенно останавливается. Его механическая энергия, представляющая собой сумму кинетической ($E_k = \frac{mv^2}{2}$) и потенциальной ($E_p = mgh$) энергий, рассеивается из-за сопротивления воздуха и трения в точке подвеса. Энергия переходит в тепло, незначительно нагревая маятник и окружающий воздух.

Движение тела при наличии трения скольжения: Шайба, скользящая по льду, со временем останавливается под действием силы трения. Ее начальная кинетическая энергия превращается во внутреннюю энергию шайбы и льда, что проявляется в их нагреве. Работа силы трения $A_{тр} = -F_{тр} \cdot S$ приводит к уменьшению механической энергии системы.

Падение тела в воздухе: Парашютист, падающий с большой высоты, достигает постоянной скорости (терминальной скорости) из-за сопротивления воздуха. В этом состоянии вся теряемая потенциальная энергия непрерывно превращается в теплоту из-за работы силы сопротивления воздуха.

Неупругое соударение: При столкновении двух пластилиновых шариков они слипаются и деформируются. Часть их начальной кинетической энергии переходит во внутреннюю энергию (шарики нагреваются) и частично в энергию звуковых волн. В отличие от упругого удара, полная механическая энергия в этом процессе не сохраняется.

Вязкое трение в жидкости или газе: При перемешивании жидкости ложкой мы совершаем работу, но после прекращения перемешивания движение жидкости быстро затухает. Механическая энергия, сообщенная жидкости, рассеивается из-за внутреннего трения (вязкости), превращаясь в тепло.

Распространение звука: Звуковые волны, являющиеся механическими колебаниями среды, по мере распространения затухают. Их энергия постепенно поглощается средой и переходит в тепловую энергию. Именно поэтому звук становится тише с увеличением расстояния от источника.

Ответ: Примерами диссипации механической энергии являются затухание колебаний маятника из-за сопротивления воздуха, остановка тела при движении по шероховатой поверхности из-за трения, замедление и нагрев метеорита в атмосфере, потеря кинетической энергии при неупругом столкновении объектов (например, пластилиновых шаров), затухание звуковых волн в среде.