Номер 8, страница 201 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. Параграф 59. Механическая энергия. Глава 4. Работа и мощность. Энергия - номер 8, страница 201.

Условие.

8. Почему потенциальная энергия не изменяется при движении тела по горизонтали?

Решение.

Решение 2.

Потенциальная энергия тела в гравитационном поле Земли — это энергия, обусловленная взаимным притяжением тела и Земли. Она зависит от массы тела и его положения относительно поверхности Земли (или любого другого уровня, принятого за нулевой). Формула для расчета потенциальной энергии:
$E_p = mgh$
где $m$ — это масса тела, $g$ — ускорение свободного падения, а $h$ — высота, на которой находится тело, относительно нулевого уровня.
При движении тела строго по горизонтали его высота $h$ над выбранным нулевым уровнем не меняется, то есть остается постоянной величиной ($h = \text{const}$). Масса тела $m$ и ускорение свободного падения $g$ также являются постоянными.
Поскольку все три величины, входящие в формулу ($m$, $g$ и $h$), не изменяются в процессе горизонтального движения, то и их произведение — потенциальная энергия $E_p$ — остается неизменным. Другими словами, работа силы тяжести, которая и приводит к изменению потенциальной энергии, при горизонтальном перемещении равна нулю, так как сила тяжести направлена вертикально вниз, перпендикулярно вектору перемещения.
Ответ: Потенциальная энергия не изменяется при движении тела по горизонтали, потому что не изменяется его высота над поверхностью Земли, а именно от высоты и массы тела зависит его потенциальная энергия в поле тяготения.

9. Механической энергией ($E$) называют скалярную физическую величину, представляющую собой сумму кинетической и потенциальной энергий тела (или системы тел). Механическая энергия характеризует способность тела совершать механическую работу.
Она состоит из двух частей:
1. Кинетическая энергия ($E_k$) — это энергия, которой обладает тело вследствие своего движения. Она рассчитывается по формуле $E_k = \frac{mv^2}{2}$, где $m$ — масса тела, а $v$ — его скорость.
2. Потенциальная энергия ($E_p$) — это энергия, которая определяется взаимным расположением взаимодействующих тел или частей одного тела. Примерами могут служить потенциальная энергия тела, поднятого над землей ($E_p = mgh$), или энергия упруго деформированной пружины ($E_p = \frac{kx^2}{2}$).
Таким образом, полная механическая энергия системы равна:
$E = E_k + E_p$
Для замкнутых систем, в которых действуют только консервативные силы (такие как сила тяжести или сила упругости) и отсутствует трение, выполняется закон сохранения механической энергии: полная механическая энергия системы остается постоянной.
Ответ: Механической энергией называют сумму кинетической (энергии движения) и потенциальной (энергии взаимодействия) энергий тела или системы тел.