Номер 5, страница 90 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Самостоятельные работы. СР-49. Энергия. Потенциальная энергия. Кинетическая энергия. Вариант № 2 - номер 5, страница 90.

Решение.

Решение

Да, первоклассник и старшеклассник могут иметь одинаковую потенциальную энергию. Потенциальная энергия тела в поле тяготения Земли зависит не только от его массы, но и от высоты, на которой оно находится относительно выбранного нулевого уровня.

Формула для расчета потенциальной энергии выглядит следующим образом:

$E_p = mgh$

где $E_p$ — потенциальная энергия, $\text{m}$ — масса тела, $\text{g}$ — ускорение свободного падения (постоянная величина вблизи поверхности Земли), а $\text{h}$ — высота над нулевым уровнем.

Обозначим массу и высоту первоклассника как $m_1$ и $h_1$, а массу и высоту старшеклассника — как $m_2$ и $h_2$. Условие равенства их потенциальных энергий ($E_{p1} = E_{p2}$) будет выглядеть так:

$m_1gh_1 = m_2gh_2$

Сократив в уравнении $\text{g}$, получим основное условие:

$m_1h_1 = m_2h_2$

Как правило, масса старшеклассника ($m_2$) больше массы первоклассника ($m_1$). Чтобы равенство выполнялось, первоклассник, обладающий меньшей массой, должен находиться на большей высоте ($h_1$), а старшеклассник, обладающий большей массой, — на меньшей высоте ($h_2$).

Например, если масса старшеклассника в 2 раза больше массы первоклассника ($m_2 = 2m_1$), то для того, чтобы их потенциальные энергии были равны, первоклассник должен находиться на высоте, в 2 раза превышающей высоту нахождения старшеклассника ($h_1 = 2h_2$).

Ответ: Да, могут. Условием для этого является равенство произведений их масс на высоты, на которых они находятся ($m_1h_1 = m_2h_2$). Это означает, что ученик с меньшей массой (первоклассник) должен находиться на большей высоте, чем ученик с большей массой (старшеклассник), относительно одного и того же нулевого уровня.