Номер 19, страница 80 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

VIII. Работа, мощность, энергия. Выполняем тест - номер 19, страница 80.

Условие.

19. Как изменяются потенциальная и кинетическая энергии тела при падении камня на землю?

1) Кинетическая энергия камня уменьшается, потенциальная увеличивается.

2) Потенциальная энергия камня уменьшается, кинетическая увеличивается.

3) Кинетическая энергия не изменяется, потенциальная энергия возрастает.

4) Никаких изменений энергии не происходит.

Решение.

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть два вида механической энергии: потенциальную и кинетическую.

1. Потенциальная энергия тела в поле тяготения Земли определяется его положением (высотой) относительно поверхности. Она вычисляется по формуле:
$E_п = mgh$
где $\text{m}$ — масса тела, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $\text{h}$ — высота над землей. При падении камня его высота $\text{h}$ над землей постоянно уменьшается. Следовательно, его потенциальная энергия $E_п$ также уменьшается.

2. Кинетическая энергия тела — это энергия его движения. Она вычисляется по формуле:
$E_к = \frac{mv^2}{2}$
где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{v}$ — его скорость. При падении под действием силы тяжести скорость камня $\text{v}$ постоянно увеличивается. Поскольку кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости, она будет возрастать.

Таким образом, в процессе падения камня происходит преобразование энергии: потенциальная энергия уменьшается, переходя в кинетическую, которая, в свою очередь, увеличивается. Это соответствует закону сохранения энергии (если пренебречь сопротивлением воздуха).

Следовательно, правильный вариант ответа — тот, в котором указано, что потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая увеличивается.

Проанализируем предложенные варианты:

① Кинетическая энергия камня уменьшается, потенциальная увеличивается. — Неверно. Это описывает движение тела вверх.

② Потенциальная энергия камня уменьшается, кинетическая увеличивается. — Верно.

③ Кинетическая энергия не изменяется, потенциальная энергия возрастает. — Неверно.

④ Никаких изменений энергии не происходит. — Неверно. Происходит изменение видов энергии.

Ответ: ② Потенциальная энергия камня уменьшается, кинетическая увеличивается.