Номер 2, страница 182 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

2. Какими видами механической энергии обладает самолет, стоящий на взлетной полосе аэродрома? Какой энергией он обладает при разбеге перед взлетом и в полете?

Для ответа на этот вопрос рассмотрим три состояния самолета и определим, какими видами механической энергии он обладает в каждом из них. Механическая энергия ($E$) представляет собой сумму кинетической ($E_k$) и потенциальной ($E_p$) энергий тела: $E = E_k + E_p$.

Кинетическая энергия — это энергия движения, она зависит от массы тела ($m$) и его скорости ($v$): $E_k = \frac{mv^2}{2}$.

Потенциальная энергия — это энергия взаимодействия, в данном случае, в поле тяготения Земли. Она зависит от массы тела ($m$), ускорения свободного падения ($g$) и высоты ($h$), на которую тело поднято относительно некоторого нулевого уровня: $E_p = mgh$. В качестве нулевого уровня для отсчета потенциальной энергии примем поверхность взлетной полосы.

Энергия самолета, стоящего на взлетной полосе аэродрома

В этом состоянии самолет неподвижен относительно Земли, его скорость равна нулю ($v = 0$). Следовательно, его кинетическая энергия также равна нулю: $E_k = 0$.

Самолет находится на поверхности взлетной полосы, которую мы выбрали в качестве нулевого уровня высоты ($h = 0$). Поэтому его потенциальная энергия тоже равна нулю: $E_p = 0$.

Ответ: Относительно взлетной полосы самолет не обладает механической энергией. Его кинетическая и потенциальная энергии равны нулю.

Энергия самолета при разбеге перед взлетом

Во время разбега самолет набирает скорость, то есть его скорость больше нуля ($v > 0$). Следовательно, он обладает кинетической энергией.

При этом он все еще движется по земле, поэтому его высота над нулевым уровнем остается равной нулю ($h = 0$), а значит, потенциальная энергия по-прежнему равна нулю ($E_p = 0$).

Ответ: При разбеге перед взлетом самолет обладает только кинетической энергией.

Энергия самолета в полете

В полете самолет движется с определенной скоростью ($v > 0$) и находится на некоторой высоте над землей ($h > 0$).

Наличие скорости означает, что он обладает кинетической энергией $E_k = \frac{mv^2}{2}$.

Наличие высоты означает, что он обладает и потенциальной энергией $E_p = mgh$.

Ответ: В полете самолет обладает одновременно и кинетической, и потенциальной энергией.