Номер 5, страница 136 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 41. Энергия. Кинетическая энергия. Глава 4. Законы сохранения в механике - номер 5, страница 136.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Нет, в рамках классической механики кинетическая энергия тела не может иметь отрицательное значение. Это утверждение следует непосредственно из определения и формулы для расчета кинетической энергии.

Кинетическая энергия поступательного движения тела вычисляется по формуле: $E_k = \frac{mv^2}{2}$, где $m$ – масса тела, а $v$ – его скорость.

Проанализируем величины, входящие в эту формулу:

1. Масса $m$ является скалярной величиной. Для любого физического объекта масса всегда положительна ($m > 0$).

2. Скорость $v$ может быть как положительной, так и отрицательной (в зависимости от выбора направления оси), однако в формулу входит квадрат скорости $v^2$. Квадрат любого действительного числа (положительного, отрицательного или нуля) всегда является неотрицательным числом, то есть $v^2 \ge 0$.

Таким образом, кинетическая энергия $E_k$ представляет собой произведение трех сомножителей:

- коэффициент $\frac{1}{2}$ (положительное число);

- масса $m$ (положительная величина);

- квадрат скорости $v^2$ (неотрицательная величина).

Произведение положительных и неотрицательной величин не может быть отрицательным. Кинетическая энергия может быть равна нулю только в одном случае — когда тело находится в состоянии покоя ($v = 0$). Если же тело движется ($v \ne 0$), его кинетическая энергия всегда будет положительной.

Ответ: Нет, кинетическая энергия не может иметь отрицательное значение. Она определяется как половина произведения массы тела на квадрат его скорости. Так как масса тела всегда положительна, а квадрат скорости всегда неотрицателен, их произведение, а следовательно и кинетическая энергия, также всегда будет неотрицательной величиной (то есть положительной или равной нулю).