Объясните, страница 127 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

Объясните

1. Объясните принцип действия водяной мельницы.

2. Попробуйте объяснить, какую цель преследуют, когда строят высокие плотины, перегораживая русла рек.

1. Объясните принцип действия водяной мельницы.

Принцип действия водяной мельницы заключается в преобразовании энергии движущейся воды в механическую работу. Поток воды из реки или специально созданного канала направляется на лопасти или ковши водяного колеса. Сила текущей или падающей воды давит на лопасти и заставляет колесо вращаться. Таким образом, происходит преобразование энергии воды в механическую энергию вращения колеса.

С точки зрения физики, потенциальная энергия воды $E_p = mgh$ (где $m$ — масса воды, $g$ — ускорение свободного падения, $h$ — высота падения) и/или её кинетическая энергия $E_k = \frac{mv^2}{2}$ (где $v$ — скорость потока) переходят в кинетическую энергию вращающегося колеса.

Это вращение с помощью системы валов и зубчатых передач передается на рабочие механизмы мельницы, например, на жернова. Жернова, приходя в движение, перемалывают зерно в муку. Таким образом, энергия воды используется для совершения полезной механической работы $A$.

Ответ: Принцип действия водяной мельницы основан на преобразовании потенциальной и кинетической энергии потока воды во вращательную механическую энергию колеса, которая затем через передаточный механизм используется для совершения полезной работы (например, помола зерна).

2. Попробуйте объяснить, какую цель преследуют, когда строят высокие плотины, перегораживая русла рек.

Строительство высоких плотин, перегораживающих русла рек, преследует несколько важных целей, главной из которых является накопление большого запаса потенциальной энергии воды. Потенциальная энергия столба воды зависит от его высоты $h$ по формуле $E_p = mgh$. Возводя высокую плотину, люди создают значительный перепад уровней воды, тем самым увеличивая её потенциальную энергию.

Эта накопленная энергия используется в первую очередь на гидроэлектростанциях (ГЭС). Вода из водохранилища падает с большой высоты по специальным трубам, её потенциальная энергия преобразуется в кинетическую. Мощный поток воды вращает лопасти турбин, которые, в свою очередь, приводят в движение электрогенераторы, вырабатывающие электрический ток. Чем выше плотина, тем больше вырабатываемая мощность.

Кроме производства электроэнергии, высокие плотины позволяют:

• Создавать крупные водохранилища — стратегические запасы пресной воды для водоснабжения городов, промышленности и орошения сельскохозяйственных угодий.

• Регулировать сток реки, предотвращая разрушительные наводнения во время паводков и поддерживая необходимый уровень воды для судоходства в засушливые периоды.

Ответ: Основная цель строительства высоких плотин — создание большого перепада высот уровня воды для накопления значительного запаса потенциальной энергии ($E_p = mgh$). Эту энергию затем эффективно преобразуют в электричество на гидроэлектростанциях. Дополнительными целями являются создание запасов воды, борьба с наводнениями и обеспечение судоходства.