Номер 681, страница 79 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 29. Тепловое движение. Внутренняя энергия - номер 681, страница 79.

Решение.

Решение

Это явление объясняется законом сохранения энергии и тем, что удар мяча об асфальт не является абсолютно упругим. В реальных условиях часть механической энергии всегда теряется.

1. Когда мяч находится на начальной высоте $h_1$, он обладает потенциальной энергией $E_{p1} = mgh_1$, где $\text{m}$ — масса мяча, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

2. Во время свободного падения потенциальная энергия мяча переходит в кинетическую энергию $E_k = \frac{1}{2}mv^2$. Непосредственно перед ударом о поверхность асфальта его механическая энергия (если пренебречь сопротивлением воздуха) практически полностью состоит из кинетической энергии.

3. В момент удара происходит неупругое соударение. Это означает, что часть механической энергии мяча преобразуется в другие виды энергии и рассеивается. Основные потери происходят за счет:

• Превращения в теплоту (внутреннюю энергию). Из-за деформации мяча и поверхности асфальта и внутреннего трения в материалах они незначительно нагреваются.

• Излучения звуковых волн. Мы слышим звук удара, а звук — это тоже форма энергии.

4. Из-за этих потерь кинетическая энергия мяча сразу после отскока становится меньше, чем была перед ударом. Следовательно, и скорость мяча после отскока $v_2$ меньше скорости перед ударом $v_1$.

5. После отскока мяч начинает подниматься, и его кинетическая энергия снова превращается в потенциальную. Так как начальная кинетическая энергия после отскока уменьшилась, то и максимальная высота подъема $h_2$, на которую он сможет подняться, будет меньше начальной высоты $h_1$, так как $mgh_2 < mgh_1$.

Таким образом, на каждом отскоке мяч теряет часть своей механической энергии, поэтому высота каждого последующего отскока становится все меньше.

Ответ: При ударе мяча об асфальт часть его механической энергии необратимо превращается в другие виды энергии, в основном во внутреннюю (теплоту) и в энергию звука, из-за чего удар является неупругим. Поскольку полная механическая энергия мяча уменьшается после удара, он не может подняться на первоначальную высоту.