Задание 1, страница 186 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 1

Приведите примеры тел, обладающих механической энергией. Объясните, почему указанные вами тела обладают энергией.

Механическая энергия — это физическая величина, которая характеризует способность тела совершить механическую работу. Она является суммой кинетической энергии (энергии движения) и потенциальной энергии (энергии взаимодействия). Тело обладает механической энергией, если оно способно совершить работу благодаря своему движению или положению относительно других тел.

Приведем несколько примеров тел, обладающих механической энергией, и объясним, почему они ею обладают.

1. Движущийся автомобиль

Автомобиль, который едет по дороге, обладает кинетической энергией. Кинетическая энергия — это энергия движения, и она зависит от массы тела и его скорости. Формула для расчета кинетической энергии: $E_k = \frac{mv^2}{2}$. Автомобиль обладает этой энергией, потому что он движется. Он может совершить работу, например, при столкновении с другим объектом, деформируя его, или при торможении, когда его кинетическая энергия превращается в тепловую, нагревая тормозные диски.

2. Яблоко, висящее на ветке дерева

Яблоко, находящееся на высоте $\text{h}$ над землей, обладает потенциальной энергией. Это энергия, обусловленная взаимным расположением тел (в данном случае, яблока и Земли) и их взаимодействием (в данном случае, гравитационным). Формула для расчета потенциальной энергии в поле тяготения Земли: $E_p = mgh$. Яблоко обладает этой энергией из-за своего положения. Если оно сорвется и упадет, его потенциальная энергия будет превращаться в кинетическую, и при ударе о землю оно сможет совершить работу (например, оставить вмятину).

3. Сжатая пружина

Сжатая или растянутая пружина обладает потенциальной энергией упругой деформации. Эта энергия запасена в пружине из-за изменения взаимного расположения ее частей. Пружина обладает этой энергией, потому что она деформирована. Если ее отпустить, она вернется в исходное состояние и может совершить работу, например, вытолкнуть шарик, придав ему скорость (то есть, передав ему кинетическую энергию).

4. Летящий самолет

Летящий самолет является примером тела, обладающего одновременно и кинетической, и потенциальной энергией. Он обладает кинетической энергией, так как движется с определенной скоростью, и потенциальной энергией, так как находится на большой высоте над землей. Его полная механическая энергия равна сумме этих двух энергий: $E = E_k + E_p$. Эта огромная энергия позволяет ему преодолевать сопротивление воздуха (совершая работу против силы трения) и в случае аварии может привести к колоссальным разрушениям (совершить работу деформации).

Ответ: Примерами тел, обладающих механической энергией, являются: движущийся автомобиль (обладает кинетической энергией), яблоко на ветке (обладает потенциальной энергией), сжатая пружина (обладает потенциальной энергией упругой деформации), летящий самолет (обладает и кинетической, и потенциальной энергией). Указанные тела обладают энергией, потому что они способны совершить механическую работу за счет своего движения (кинетическая энергия) или своего положения в пространстве и взаимодействия с другими телами (потенциальная энергия).