Номер 723, страница 98 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Работа и мощность. Энергия. Механическая энергия. Превращение механической энергии одного вида в другой - номер 723, страница 98.

Условие.

723. Для экономии электроэнергии на Петербургском метрополитене пути проложены так, что на первой части перегона поезда совершают небольшой спуск, а на второй части — подъём. Какое превращение механической энергии происходит на первой части перегона; на второй?

Решение.

На первой части перегона

На первой части перегона, когда поезд совершает спуск, его высота $\text{h}$ относительно условного нулевого уровня уменьшается. Потенциальная энергия тела в поле тяготения Земли зависит от высоты и рассчитывается по формуле $E_p = mgh$, где $\text{m}$ — масса поезда, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения. Следовательно, при спуске потенциальная энергия поезда уменьшается. Согласно закону сохранения механической энергии, это уменьшение потенциальной энергии приводит к увеличению кинетической энергии поезда, которая определяется скоростью его движения $\text{v}$ по формуле $E_k = \frac{mv^2}{2}$. Таким образом, скорость поезда увеличивается за счет преобразования потенциальной энергии в кинетическую. Это позволяет экономить электроэнергию на разгон состава.

Ответ: На первой части перегона потенциальная энергия поезда превращается в кинетическую.

На второй части перегона

На второй части перегона, когда поезд совершает подъем, его высота $\text{h}$ увеличивается. Это приводит к увеличению его потенциальной энергии $E_p = mgh$. По закону сохранения энергии, увеличение одного вида энергии происходит за счет уменьшения другого. В данном случае кинетическая энергия поезда $E_k = \frac{mv^2}{2}$ преобразуется в потенциальную. Уменьшение кинетической энергии означает, что скорость поезда $\text{v}$ падает. Этот процесс помогает поезду плавно замедлиться перед прибытием на станцию, что снижает необходимость использования тормозной системы и, следовательно, также экономит энергию.

Ответ: На второй части перегона кинетическая энергия поезда превращается в потенциальную.