Номер 26, страница 44, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава II. Тепловые явления. Параграф 4. Внутренняя энергия. Количество теплоты. Виды теплопередачи - номер 26, страница 44.

Условие.

26. Брусок соскальзывает по наклонной плоскости и, двигаясь далее по горизонтальному столу, через некоторое время останавливается. Какие превращения энергии происходят при движении бруска?

Решение.

Решение

Процесс движения бруска можно разделить на два основных этапа, на каждом из которых происходят свои превращения энергии.

1. Движение по наклонной плоскости.
Изначально, на вершине наклонной плоскости, брусок обладает запасом потенциальной энергии ($E_p = mgh$) и практически не имеет кинетической энергии. Когда брусок начинает соскальзывать, его высота $\text{h}$ уменьшается, что ведет к уменьшению потенциальной энергии. Эта убыль потенциальной энергии преобразуется в другие виды:
- В кинетическую энергию ($E_k = \frac{mv^2}{2}$), так как скорость бруска $\text{v}$ возрастает.
- Во внутреннюю энергию. Из-за наличия трения между бруском и поверхностью плоскости совершается работа силы трения. Эта работа приводит к нагреванию бруска и плоскости, то есть к увеличению их внутренней энергии.
Таким образом, на этом этапе происходит превращение потенциальной энергии в кинетическую и внутреннюю.

2. Движение по горизонтальному столу.
Выехав на горизонтальную поверхность, брусок перестает терять высоту, поэтому его потенциальная энергия больше не изменяется (можно считать ее равной нулю). Он движется по инерции, обладая кинетической энергией, полученной на наклонной плоскости.
На этом этапе основной силой, изменяющей скорость бруска, является сила трения скольжения. Она совершает отрицательную работу, в результате чего скорость бруска постепенно уменьшается до нуля.
Вся кинетическая энергия, которой обладал брусок в начале этого этапа, полностью переходит во внутреннюю энергию бруска и поверхности стола за счет работы силы трения. В результате брусок и стол нагреваются.
В итоге вся начальная потенциальная энергия бруска, которой он обладал на вершине наклонной плоскости, полностью переходит во внутреннюю энергию.

Ответ: При соскальзывании бруска по наклонной плоскости его потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию и внутреннюю энергию (тепло) из-за трения. При последующем движении по горизонтальному столу до полной остановки кинетическая энергия бруска полностью превращается во внутреннюю энергию из-за трения.