Номер 2, 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 № 2 - номер 2, страница 92.

Решение.

Решение

Процесс прыжка в высоту с точки зрения физики представляет собой последовательную цепь преобразований энергии. Рассмотрим основные этапы прыжка и соответствующие им превращения энергии:

1. Разбег. На этом этапе спортсмен разгоняется. За счет работы мышц внутренняя химическая энергия, запасенная в организме, преобразуется в кинетическую энергию движения. Кинетическая энергия тела определяется формулой $E_к = \frac{mv^2}{2}$, где $\text{m}$ – масса спортсмена, а $\text{v}$ – его скорость. Цель разбега – накопить как можно больший запас кинетической энергии.

2. Отталкивание. В момент отталкивания происходит самое сложное и важное преобразование. Горизонтальная кинетическая энергия, набранная при разбеге, частично преобразуется в вертикальную кинетическую энергию. Одновременно спортсмен совершает мощную работу ногами, дополнительно преобразуя химическую энергию мышц в механическую энергию (кинетическую и потенциальную), сообщая телу вертикальную скорость. Тело начинает подниматься, то есть его потенциальная энергия увеличивается.

3. Полет вверх. После отрыва от земли, пока тело движется вверх, его скорость уменьшается под действием силы тяжести. Это означает, что кинетическая энергия тела преобразуется в его потенциальную энергию. Потенциальная энергия в поле тяжести Земли рассчитывается по формуле $E_п = mgh$, где $\text{h}$ – высота центра масс тела над точкой отрыва. В наивысшей точке траектории, когда вертикальная составляющая скорости равна нулю, кинетическая энергия достигает своего минимума (она не равна нулю, так как сохраняется горизонтальная скорость), а потенциальная энергия становится максимальной.

4. Полет вниз. Преодолев планку, спортсмен начинает падать. В процессе падения происходит обратное преобразование: накопленная потенциальная энергия переходит обратно в кинетическую. Скорость тела увеличивается по мере приближения к земле (мату).

5. Приземление. При контакте с матом происходит неупругий удар. Вся кинетическая энергия, которую набрало тело во время падения, гасится. Она преобразуется в другие виды энергии: в основном во внутреннюю (тепловую) энергию мата и тела спортсмена, а также в энергию звуковых волн.

Таким образом, общая цепь преобразований энергии при прыжке в высоту выглядит так: химическая энергия → кинетическая энергия → потенциальная и кинетическая энергия → кинетическая энергия → внутренняя (тепловая) и звуковая энергия.

Ответ: Во время прыжка в высоту происходят следующие преобразования энергии: в процессе разбега внутренняя химическая энергия мышц спортсмена переходит в кинетическую энергию; при отталкивании кинетическая энергия и дополнительная химическая энергия преобразуются в потенциальную и кинетическую энергию, направленную вверх; во время полета вверх кинетическая энергия переходит в потенциальную; при движении вниз после преодоления планки потенциальная энергия снова переходит в кинетическую; при приземлении кинетическая энергия преобразуется во внутреннюю (тепловую) энергию и энергию звука.