Номер 4, страница 33, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 1. Строение и свойства вещества. Тепловые явления. Параграф 7. Внутренняя энергия. Повторим изученное - номер 4, страница 33.

Условие.

• В чём заключается закон сохранения полной механической энергии?

Решение.

Закон сохранения полной механической энергии гласит, что в замкнутой (изолированной) системе тел, в которой действуют только консервативные силы (такие как сила тяжести и сила упругости), полная механическая энергия системы остается постоянной.

Полная механическая энергия $\text{E}$ — это сумма кинетической энергии $E_k$ (энергии движения) и потенциальной энергии $E_p$ (энергии взаимодействия или положения) всех тел системы:

$E = E_k + E_p$

Этот закон означает, что энергия в такой системе не возникает из ничего и не исчезает, а может только переходить из одной формы в другую. Например, кинетическая энергия может превращаться в потенциальную, и наоборот, но их сумма всегда будет оставаться неизменной.

Условиями выполнения закона являются:

1. Система тел должна быть замкнутой, то есть на нее не должны действовать внешние силы, или их суммарная работа должна быть равна нулю.
2. Внутри системы должны действовать только консервативные силы. Работа таких сил не зависит от траектории движения тела, а только от его начального и конечного положений. Если в системе действуют неконсервативные (диссипативные) силы, например, сила трения или сила сопротивления воздуха, то часть механической энергии переходит во внутреннюю (тепловую) энергию, и полная механическая энергия не сохраняется.

Математически закон сохранения энергии записывается как:

$E = E_k + E_p = \text{const}$

Это значит, что для двух любых состояний системы (1 и 2) выполняется равенство:

$E_{k1} + E_{p1} = E_{k2} + E_{p2}$

Например, для тела массой $\text{m}$, движущегося в поле тяготения Земли без учета сопротивления воздуха, закон сохранения энергии имеет вид:

$\frac{mv_1^2}{2} + mgh_1 = \frac{mv_2^2}{2} + mgh_2$

где $v_1$ и $h_1$ — скорость и высота тела в начальный момент времени, а $v_2$ и $h_2$ — в конечный момент.

Ответ: Закон сохранения полной механической энергии заключается в том, что полная механическая энергия (сумма кинетической и потенциальной энергий) замкнутой системы тел, в которой действуют только консервативные силы, является величиной постоянной.