Номер 3, страница 139 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Минькова, Иванова

Задача 1.

Решение: Потенциальная энергия тела, поднятого над поверхностью Земли, определяется по формуле $E_п = mgh$, где $\text{m}$ – масса тела, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – высота, на которой находится тело, относительно выбранного нулевого уровня. В задаче рассматривается "каждый кубический метр воды", то есть объем $V = 1 \text{ м}^3$. Масса этого объема воды $m = \rho V$ (где $\rho$ – плотность воды) является постоянной величиной. Ускорение свободного падения $\text{g}$ также можно считать постоянным. Следовательно, потенциальная энергия кубического метра воды прямо пропорциональна высоте $\text{h}$, на которой он находится. Исток реки (место, где она начинается, часто в горах) всегда расположен на большей высоте над уровнем моря, чем устье (место впадения в другой водоем, например, море или океан). Обычно уровень устья принимают за нулевой уровень высоты. Таким образом, у истоков реки каждый кубический метр воды обладает большей потенциальной энергией, так как находится на большей высоте.

Ответ: Каждый кубический метр воды обладает большей потенциальной энергией у истоков реки, потому что потенциальная энергия зависит от высоты, а исток реки находится значительно выше, чем устье.

Задача 2.

Решение: Кинетическая энергия движущегося тела вычисляется по формуле $E_к = \frac{mv^2}{2}$, где $\text{m}$ – масса тела, а $\text{v}$ – его скорость. В данной задаче мы рассматриваем "каждый кубический метр текущей воды", поэтому масса $\text{m}$ этого объема воды является постоянной величиной. Из формулы видно, что кинетическая энергия прямо пропорциональна квадрату скорости движения ($E_к \sim v^2$). Это значит, что чем больше скорость течения воды, тем больше ее кинетическая энергия. Горные реки характеризуются большим уклоном русла, то есть значительным перепадом высот на коротком расстоянии. Это приводит к тому, что потенциальная энергия воды быстро переходит в кинетическую, и вода в них течет с очень большой скоростью. Равнинные реки, напротив, имеют небольшой уклон, и течение в них гораздо медленнее. Поскольку скорость течения в горной реке значительно выше, чем в равнинной, то и кинетическая энергия каждого кубического метра воды в горной реке будет больше.

Ответ: Каждый кубический метр текущей воды обладает большей кинетической энергией в горной реке. Это связано с тем, что кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости, а скорость течения воды в горной реке значительно выше, чем в равнинной, из-за большого уклона местности.