Номер 4, страница 92 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Самостоятельные работы. СР-51. Превращение одного вида механической энергии в другой. Вариант № 1 - номер 4, страница 92.

Решение.

Основное отличие падения каучукового и пластилинового шариков с большой высоты заключается не в самом процессе полёта, а в том, что происходит в момент их соударения с поверхностью. Это различие обусловлено разными физическими свойствами материалов: упругостью каучука и пластичностью (неупругостью) пластилина.

1. Процесс падения

Во время падения, если мы пренебрегаем сопротивлением воздуха и считаем шарики одинаковыми по массе и размеру, они движутся практически идентично. Их начальная потенциальная энергия $E_p = mgh$ (где $\text{m}$ – масса, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, $\text{h}$ – высота) преобразуется в кинетическую энергию движения $E_k = \frac{mv^2}{2}$ (где $\text{v}$ – скорость). Непосредственно перед ударом о землю оба шарика будут иметь одинаковую скорость.

2. Момент соударения с поверхностью

Именно в этот момент проявляется главное отличие.

Каучуковый шарик: Каучук — это упругий материал. При ударе о поверхность шарик деформируется, и его кинетическая энергия почти полностью переходит в потенциальную энергию упругой деформации. Сразу после этого шарик восстанавливает свою форму, и накопленная потенциальная энергия снова преобразуется в кинетическую, заставляя шарик отскочить от поверхности вверх. Такой удар называется упругим. Часть энергии при этом теряется, превращаясь в тепло и звук, поэтому шарик отскакивает на высоту, меньшую исходной.

Пластилиновый шарик: Пластилин — это неупругий (пластичный) материал. При ударе о поверхность происходит неупругая деформация. Кинетическая энергия, которой обладал шарик, полностью расходуется на изменение его формы (он сплющивается) и на нагрев самого шарика и поверхности в точке удара (то есть переходит во внутреннюю энергию). Шарик не восстанавливает свою форму и, следовательно, не отскакивает. Он либо прилипает к поверхности, либо просто остаётся на ней лежать в деформированном виде. Такой удар называется абсолютно неупругим.

Ответ: Ключевое отличие заключается в результате столкновения с поверхностью. Каучуковый шарик после падения отскочит от неё благодаря упругим свойствам материала (упругий удар), в то время как пластилиновый шарик деформируется (сплющится) и останется лежать на поверхности из-за своих пластичных, неупругих свойств (неупругий удар).