Номер 7, страница 180 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

7. Имеются ли возможности использования кинетической энергии тел (ветра, воды) в вашей местности?

Ответ на этот вопрос целиком и полностью зависит от конкретного географического положения и климатических особенностей рассматриваемой местности. Чтобы определить возможности использования кинетической энергии ветра и воды, необходимо проанализировать ряд факторов.

Использование кинетической энергии ветра

Энергия ветра — это кинетическая энергия воздушных масс, движущихся в атмосфере. Для её преобразования в электрическую энергию используются ветрогенераторы (ветряные турбины). Кинетическая энергия движущегося объема воздуха массой $m$ со скоростью $v$ определяется по формуле $E_k = \frac{1}{2}mv^2$. Мощность, которую можно извлечь из ветра, пропорциональна кубу его скорости ($P \sim v^3$). Это означает, что даже небольшое увеличение скорости ветра приводит к значительному росту выработки энергии.

Возможности использования энергии ветра определяются следующими условиями:

1. Среднегодовая скорость ветра: Для экономической целесообразности установки ветрогенераторов среднегодовая скорость ветра на высоте оси ротора должна составлять не менее 4–5 м/с для малых установок и 6–7 м/с и выше для промышленных ветропарков.

2. Рельеф местности: Наиболее подходящими являются открытые равнинные пространства, побережья морей и крупных озер, а также вершины холмов и горные перевалы, где ветер не встречает препятствий и часто усиливается. Лесные массивы и плотная городская застройка значительно снижают ветровой потенциал.

3. Стабильность ветра: Важна не только средняя скорость, но и постоянство ветров в течение года, отсутствие длительных периодов затишья.

Чтобы оценить потенциал вашей местности, можно:

- Изучить карты ветров (ветровые атласы) для вашего региона, которые часто доступны на сайтах метеорологических служб или специализированных компаний.

- Проанализировать наличие промышленных ветропарков или частных ветрогенераторов поблизости. Их присутствие — верный признак хорошего ветрового потенциала.

- Обратить внимание на косвенные признаки: например, если в вашей местности деревья заметно наклонены в одну сторону под действием постоянных ветров.

Использование кинетической энергии воды

Гидроэнергетика использует кинетическую и потенциальную энергию движущейся воды. Существует несколько способов её использования, зависящих от типа водоема.

1. Энергия рек: Это наиболее традиционный способ.

- Крупные гидроэлектростанции (ГЭС): Строятся на больших, полноводных реках, как правило, с созданием плотины и водохранилища. Они используют не столько кинетическую энергию течения, сколько потенциальную энергию воды, создаваемую перепадом высот между верхним и нижним бьефом плотины. Возможность строительства такой станции определяется наличием крупной реки и подходящих геологических и топографических условий для возведения плотины.

- Малые (мини- и микро-) ГЭС: Могут быть установлены на малых реках, ручьях и даже ирригационных каналах. Они требуют значительно меньшего перепада высот и расхода воды. Существуют русловые ГЭС (не требующие строительства большой плотины) и деривационные (отводящие часть потока по каналу или трубе). Наличие в вашей местности быстрой небольшой реки или ручья с перепадом высот может указывать на возможность установки такой станции.

2. Энергия морей и океанов: Этот вид энергетики применим только для прибрежных районов.

- Приливные электростанции (ПЭС): Используют энергию приливов и отливов. Для их эффективной работы необходим большой перепад уровня воды (амплитуда прилива) — обычно более 4–5 метров. Такие условия существуют лишь в немногих местах на планете, как правило, в узких заливах и устьях рек.

- Волновые электростанции: Преобразуют энергию колебаний морских волн в электричество. Эта технология находится на менее зрелой стадии развития. Наибольший потенциал имеют побережья, открытые для океанских волн.

- Энергия морских течений: Подобно ветрогенераторам, подводные "турбины" могут использовать энергию постоянных морских течений.

Для оценки гидроэнергетического потенциала вашей местности необходимо выяснить:

- Есть ли поблизости реки, и каковы их характеристики (скорость течения, полноводность, перепады высот).

- Если вы живете на побережье, какова амплитуда приливов и сила волнения.

Ответ: Возможности использования кинетической энергии тел (ветра, воды) полностью зависят от географического положения и природных условий конкретной местности.

- Для использования энергии ветра необходимо наличие стабильных и достаточно сильных ветров (среднегодовая скорость > 5 м/с) и открытой местности. Потенциал есть в степных, прибрежных районах, на холмах.

- Для использования энергии воды требуется наличие рек (для ГЭС) или специфических условий на морском побережье. Для речной гидроэнергетики важны расход воды и перепад высот. Для морской — большая амплитуда приливов или сильное волновое воздействие.

Чтобы дать точный ответ для "вашей местности", нужно изучить её климатические и гидрологические карты, а также рельеф. Например, для равнинной, лесистой местности вдали от крупных рек и морей потенциал будет низким. В то же время, для холмистой местности на берегу моря с быстрыми реками, впадающими в него, возможности использования возобновляемых источников энергии будут значительными.