Номер 9, страница 96, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава V. Работа, мощность, энергия. Параграф 26. Механическая энергия - номер 9, страница 96.

Условие.

9. Рассмотрите движение камня, брошенного вертикально вверх. Какое превращение энергии происходит при подъёме камня до его верхней точки? А при его последующем движении?

На этих примерах мы видим, что потенциальная энергия может превращаться в кинетическую, а кинетическая — в потенциальную.

Если сопротивлением воздуха можно пренебречь, то сумма кинетической и потенциальной энергий камня во время всего полёта остаётся неизменной, то есть его механическая энергия сохраняется.

Решение.

Превращение энергии при подъёме камня до его верхней точки

В момент броска у поверхности земли (примем этот уровень за нулевой для потенциальной энергии) камень обладает максимальной скоростью и, следовательно, максимальной кинетической энергией $E_k = \frac{mv^2}{2}$. По мере подъёма его скорость уменьшается под действием силы тяжести, а высота $\text{h}$ над землёй увеличивается. Уменьшение скорости ведёт к уменьшению кинетической энергии, в то время как увеличение высоты приводит к росту потенциальной энергии $E_p = mgh$. В самой верхней точке траектории скорость камня на мгновение становится равной нулю, поэтому его кинетическая энергия в этот момент также равна нулю. Вся начальная кинетическая энергия преобразуется в потенциальную, которая достигает своего максимального значения. Таким образом, при движении вверх происходит превращение кинетической энергии в потенциальную.

Ответ: При подъёме камня до его верхней точки происходит превращение его кинетической энергии в потенциальную.

Превращение энергии при его последующем движении

После достижения верхней точки, где камень обладает максимальной потенциальной энергией и нулевой кинетической энергией, он начинает падать. В процессе падения его высота $\text{h}$ уменьшается, что приводит к уменьшению потенциальной энергии $E_p$. Одновременно под действием силы тяжести скорость камня $\text{v}$ увеличивается, что вызывает рост его кинетической энергии $E_k$. Непосредственно перед приземлением (возвращением в исходную точку) высота камня становится минимальной (нулевой), а скорость — максимальной. В этот момент вся потенциальная энергия, которой обладал камень в верхней точке, переходит обратно в кинетическую энергию. Таким образом, при падении происходит обратный процесс.

Ответ: При его последующем движении (падении) происходит превращение потенциальной энергии камня в кинетическую.