Номер 2, страница 73 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Самостоятельные работы. СР-60. Превращение механической энергии одного вида в другой. Вариант 2 - номер 2, страница 73.

Условие.

2. Укажите «источник» кинетической энергии заводного игрушечного автомобиля, который начинает двигаться.

Решение.

Решение

Заводной игрушечный автомобиль работает по принципу преобразования энергии. Когда человек заводит автомобиль, он совершает механическую работу, закручивая пружину внутри игрушки. Эта работа не исчезает, а накапливается в пружине в виде потенциальной энергии упругой деформации.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела (в данном случае, пружины) – это энергия, которой обладает тело вследствие изменения своей формы или объёма. Формула для потенциальной энергии пружины: $E_p = \frac{kx^2}{2}$, где $\text{k}$ – это жёсткость пружины, а $\text{x}$ – величина её деформации (растяжения, сжатия или закручивания).

Когда заводной механизм отпускают, пружина начинает раскручиваться, возвращаясь в своё исходное, недеформированное состояние. При этом запасённая в ней потенциальная энергия высвобождается и через систему шестерёнок передаётся на колёса автомобиля.

Эта энергия заставляет колёса вращаться, и автомобиль начинает двигаться. Движущееся тело обладает кинетической энергией, которая зависит от его массы $\text{m}$ и скорости $\text{v}$ и рассчитывается по формуле $E_k = \frac{mv^2}{2}$.

Таким образом, происходит преобразование потенциальной энергии заведённой пружины в кинетическую энергию движущегося автомобиля. Часть энергии также переходит во внутреннюю (тепловую) энергию из-за трения в механизме и трения колёс о поверхность.

Следовательно, первоначальным «источником» кинетической энергии автомобиля внутри самой игрушки является потенциальная энергия, запасённая в деформированной пружине.

Ответ: Источником кинетической энергии заводного игрушечного автомобиля является потенциальная энергия упруго деформированной (заведённой) пружины.