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 № 2 - номер 4, страница 92.

Решение.

Решение

Превращения энергии при прыжках в воду можно рассмотреть поэтапно, анализируя каждый участок движения прыгуна.

1. На стартовой позиции (вышка или трамплин). Человек, находясь на высоте $\text{h}$ над поверхностью воды, обладает потенциальной энергией, которая определяется по формуле $E_п = mgh$, где $\text{m}$ – масса тела, $\text{g}$ – ускорение свободного падения. Также в мышцах человека запасена химическая энергия.

2. Отталкивание и полёт. В момент отталкивания химическая энергия, запасённая в мышцах, преобразуется в кинетическую энергию движения тела $E_к = \frac{mv^2}{2}$. Если используется упругий трамплин, то часть энергии сначала переходит в потенциальную энергию упругой деформации доски, а затем эта энергия также преобразуется в кинетическую энергию прыгуна. Во время дальнейшего полёта происходит постоянное взаимопревращение кинетической и потенциальной энергий: при наборе высоты кинетическая энергия переходит в потенциальную, а во время падения – наоборот, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую. Непосредственно перед входом в воду кинетическая энергия тела максимальна, а потенциальная (относительно уровня воды) минимальна.

3. Вход в воду и торможение. При входе в воду и последующем движении в ней происходит преобразование кинетической энергии тела в другие виды энергии за счет работы сил сопротивления:
• в кинетическую энергию воды (образуются волны, брызги, вихревые потоки);
• в звуковую энергию (слышен характерный звук всплеска);
• во внутреннюю (тепловую) энергию (в результате вязкого трения и тело прыгуна, и окружающая вода незначительно нагреваются).
В конечном итоге вся механическая энергия, которой обладал прыгун, полностью рассеивается, превратившись в основном в тепловую энергию.

Таким образом, общая цепь преобразований выглядит следующим образом: химическая энергия → механическая энергия (кинетическая + потенциальная) → энергия движения воды + звуковая энергия + внутренняя энергия.

Ответ: При прыжке в воду химическая энергия мышц человека преобразуется в механическую энергию (кинетическую и потенциальную). В процессе полета эти два вида механической энергии переходят друг в друга. При входе в воду и движении в ней механическая энергия прыгуна переходит в кинетическую энергию воды (волны, брызги), звуковую энергию и внутреннюю (тепловую) энергию.