Номер 5, страница 67 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-10. Механическая энергия. Вариант 2 - номер 5, страница 67.

Условие.

5. Какой механической энергией относительно Земли обладает космический корабль, движущийся по орбите?

А. Кинетической.

Б. Потенциальной.

В. Потенциальной и кинетической.

Решение.

Решение

Полная механическая энергия тела, $E_{мех}$, является суммой его кинетической энергии, $E_к$, и потенциальной энергии, $E_п$:

$E_{мех} = E_к + E_п$

Рассмотрим космический корабль, движущийся по орбите относительно Земли.

Корабль обладает кинетической энергией, потому что он движется. Любое тело массой $\text{m}$, имеющее скорость $\text{v}$, обладает кинетической энергией, которая рассчитывается по формуле $E_к = \frac{mv^2}{2}$. Так как корабль находится в движении по орбите, его скорость $\text{v}$ не равна нулю, следовательно, он обладает кинетической энергией.

Корабль также обладает потенциальной энергией, потому что он находится в гравитационном поле Земли на некоторой высоте. Потенциальная энергия — это энергия взаимодействия, и в данном случае она обусловлена гравитационным притяжением между кораблем и Землей. Она определяется положением корабля относительно Земли. Для тел в космосе она вычисляется по формуле $E_п = -\frac{GMm}{r}$, где $\text{G}$ — гравитационная постоянная, $\text{M}$ — масса Земли, $\text{m}$ — масса корабля, $\text{r}$ — расстояние от центра Земли до корабля. Поскольку корабль находится на конечной высоте от Земли, он обладает потенциальной энергией.

Таким образом, космический корабль на орбите обладает как кинетической энергией (из-за своего движения), так и потенциальной энергией (из-за своего положения в гравитационном поле Земли).

Ответ: В. Потенциальной и кинетической.