Номер 8, страница 102, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава II. Тепловые явления. Параграф 12. Тепловые двигатели - номер 8, страница 102.

Условие.

8. Энергия тележки с колбой — кинетическая или потенциальная?

Решение.

Решение

Тележка с колбой, как и любое другое физическое тело, может обладать как кинетической, так и потенциальной энергией, а также обоими видами одновременно. Какой именно энергией обладает тележка, зависит от её состояния: движется ли она и на какой высоте находится.

Кинетическая энергия. Это энергия движения. Если тележка с колбой, имеющая массу $\text{m}$, движется со скоростью $\text{v}$, то она обладает кинетической энергией, которая вычисляется по формуле: $E_k = \frac{mv^2}{2}$. Если тележка неподвижна ($v=0$), то её кинетическая энергия равна нулю. Таким образом, наличие у тележки кинетической энергии определяется исключительно наличием у неё скорости.

Потенциальная энергия. Это энергия, обусловленная положением тела в поле сил (например, в поле тяготения Земли). Она зависит от массы тела $\text{m}$ и высоты $\text{h}$ его положения над некоторым условным нулевым уровнем (например, поверхностью стола или пола) и вычисляется по формуле $E_p = mgh$, где $\text{g}$ — ускорение свободного падения. Если тележка находится на некоторой высоте, она обладает потенциальной энергией. Если же она находится на нулевом уровне ($h=0$), её потенциальная энергия равна нулю.

Таким образом, возможны различные ситуации:

1. Тележка покоится на столе: кинетическая энергия равна нулю, а потенциальная энергия есть (относительно пола).

2. Тележка движется по горизонтальному полу: она обладает кинетической энергией, а её потенциальная энергия (относительно пола) равна нулю или постоянна.

3. Тележка скатывается с наклонной плоскости: она обладает одновременно и кинетической энергией (так как есть скорость), и потенциальной энергией (так как есть высота). В процессе движения происходит превращение потенциальной энергии в кинетическую.

Ответ: Тележка с колбой может обладать как кинетической энергией (если она движется), так и потенциальной энергией (если она находится на некоторой высоте над нулевым уровнем), а также обоими видами энергии одновременно. Однозначно ответить на вопрос, не зная конкретного состояния тележки, невозможно. В общем случае её полная механическая энергия является суммой кинетической и потенциальной энергий: $E = E_k + E_p$.