Номер 1, страница 31 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 2. Взаимодействие тел. Самостоятельные работы. СР-27. Сила упругости. Закон Гука. Вариант 2 - номер 1, страница 31.

Условие.

1. Почему стальной шарик хорошо отскакивает от камня и плохо от асфальта?

Решение.

1. Разница в высоте отскока стального шарика от камня и асфальта объясняется принципиально разными типами столкновений, которые, в свою очередь, определяются физическими свойствами материалов — упругостью и вязкостью.

Когда падающий шарик ударяется о поверхность, его кинетическая энергия преобразуется. Высота отскока зависит от того, какая часть этой энергии вернется шарику в виде кинетической энергии, направленной вверх.

Столкновение с камнем. Камень, как и сталь, является очень твердым и упругим материалом. При ударе оба тела кратковременно деформируются, и почти вся кинетическая энергия шарика переходит в потенциальную энергию упругой деформации (подобно энергии сжатой пружины). Сразу после этого упругие силы возвращают телам их первоначальную форму, и потенциальная энергия почти полностью преобразуется обратно в кинетическую энергию шарика, заставляя его отскочить. Потери энергии на нагрев и остаточную деформацию минимальны. Такое столкновение называется упругим.

Столкновение с асфальтом. Асфальт — это вязкоупругий, значительно более мягкий и пластичный материал. При ударе шарика об асфальт происходит его существенная деформация, но она является в основном неупругой (пластической). Это означает, что большая часть кинетической энергии шарика расходуется на работу по необратимому изменению формы асфальта (оставляя вмятину) и на внутреннее трение в его вязкой структуре, что приводит к выделению тепла. Лишь малая доля энергии запасается упруго и возвращается шарику, поэтому отскок получается очень слабым или отсутствует вовсе. Такое столкновение называется неупругим.

Ответ: Стальной шарик хорошо отскакивает от камня, так как их соударение является упругим: большая часть кинетической энергии шарика сохраняется и используется для отскока. Шарик плохо отскакивает от асфальта, так как их соударение неупругое: значительная часть энергии расходуется на необратимую деформацию и нагрев мягкого и вязкого асфальта, а не возвращается шарику.