Номер 4, страница 10 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 1. Внутренняя энергия. Параграф 2. Внутренняя энергия. Вспомните - номер 4, страница 10.

Условие.

В чём заключается закон сохранения полной механической энергии?

Решение.

Закон сохранения полной механической энергии — это фундаментальный принцип в механике, который описывает постоянство энергии в определённых условиях. Полная механическая энергия ($\text{E}$) системы представляет собой сумму её кинетической ($E_k$) и потенциальной ($E_p$) энергий.

Сам закон формулируется следующим образом: в замкнутой системе тел, в которой действуют только консервативные силы (такие как сила тяжести и сила упругости), полная механическая энергия системы остаётся постоянной (сохраняется).

Это означает, что энергия может переходить из одного вида в другой, например, кинетическая энергия может превращаться в потенциальную и наоборот, но их сумма всегда будет оставаться неизменной. Математически это выражается формулой:

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

Если рассмотреть состояние системы в два разных момента времени (условно «1» и «2»), то закон сохранения энергии можно записать как равенство:

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

где:

• $E_{k1} = \frac{mv_1^2}{2}$ — кинетическая энергия системы в начальный момент;
• $E_{p1}$ — потенциальная энергия системы в начальный момент (например, $mgh_1$ для гравитационной энергии или $\frac{kx_1^2}{2}$ для энергии упругой деформации);
• $E_{k2} = \frac{mv_2^2}{2}$ — кинетическая энергия системы в конечный момент;
• $E_{p2}$ — потенциальная энергия системы в конечный момент (например, $mgh_2$ или $\frac{kx_2^2}{2}$).

Ключевым условием для выполнения этого закона является отсутствие или пренебрежимо малое влияние неконсервативных (диссипативных) сил, таких как сила трения или сила сопротивления среды. Если такие силы присутствуют и совершают работу ($A_{неконс}$), то полная механическая энергия системы не сохраняется. В этом случае изменение полной механической энергии равно работе этих сил:

$\Delta E = E_2 - E_1 = A_{неконс}$

Поскольку работа сил трения всегда отрицательна, они приводят к уменьшению полной механической энергии, которая обычно переходит во внутреннюю (тепловую) энергию.

Ответ: Закон сохранения полной механической энергии гласит, что если на тела в замкнутой системе действуют только консервативные силы (силы тяготения, упругости), то сумма кинетической и потенциальной энергий этих тел остается постоянной. Это означает, что механическая энергия не создается и не исчезает, а лишь преобразуется из одного вида в другой.