Номер 3, страница 172 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

3. Какие существуют виды механической энергии?

Механическая энергия — это физическая величина, характеризующая способность тела (или системы тел) совершать механическую работу. В механике принято выделять два основных вида энергии, которые могут переходить друг в друга.

Кинетическая энергия

Это энергия, которой обладает тело вследствие своего движения. Она напрямую зависит от массы тела и квадрата его скорости. Таким образом, для того чтобы тело обладало кинетической энергией, оно должно находиться в движении. Вычисляется по формуле:

$E_k = \frac{mv^2}{2}$

где $E_k$ – кинетическая энергия (в Джоулях), $m$ – масса тела (в кг), а $v$ – его скорость (в м/с). Примерами тел, обладающих кинетической энергией, являются летящая пуля, едущий автомобиль или бегущий человек.

Ответ: Кинетическая энергия – это энергия движения тела, зависящая от его массы и скорости.

Потенциальная энергия

Это энергия, которая определяется взаимным расположением взаимодействующих тел или положением частей одного тела. Она представляет собой "запасенную" энергию, которая может быть преобразована в кинетическую или другие формы энергии. В механике рассматривают в основном два вида потенциальной энергии:

1. Гравитационная потенциальная энергия. Этой энергией обладает тело, находящееся в поле тяготения (например, поднятое над поверхностью Земли). Она вычисляется по формуле:

$E_p = mgh$

где $E_p$ – потенциальная энергия (в Джоулях), $m$ – масса тела (в кг), $g$ – ускорение свободного падения (приблизительно $9.8 \, м/с^2$ на Земле), $h$ – высота тела над условным нулевым уровнем (в метрах). Пример: вода, удерживаемая плотиной, обладает огромной потенциальной энергией.

2. Потенциальная энергия упругой деформации. Этой энергией обладает любое упруго деформированное тело, например, сжатая или растянутая пружина, натянутая тетива лука. Она рассчитывается по формуле:

$E_p = \frac{kx^2}{2}$

где $k$ – коэффициент жесткости тела (пружины) (в Н/м), а $x$ – величина деформации (растяжения или сжатия) от положения равновесия (в метрах).

Ответ: Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия тел или их частей, зависящая от их взаимного расположения или деформации.

Полная механическая энергия ($E$) системы является суммой её кинетической и потенциальной энергий: $E = E_k + E_p$. Согласно закону сохранения механической энергии, в замкнутой системе, где действуют только консервативные силы (сила тяжести и сила упругости), полная механическая энергия остается постоянной.