Номер 1, страница 8 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Тепловые явления. Самостоятельные работы. СР-5. Внутренняя энергия. Вариант 2 - номер 1, страница 8.

Условие.

1. От чего зависит потенциальная энергия тела? Приведите примеры тел, обладающих запасом потенциальной энергии.

Решение.

От чего зависит потенциальная энергия тела?

Потенциальная энергия — это энергия, которая определяется взаимным расположением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела. Она является энергией их взаимодействия и характеризует способность системы совершить работу за счёт изменения этого взаимного расположения. Зависимость потенциальной энергии от конкретных параметров определяется типом сил, действующих в системе.

Рассмотрим два основных вида потенциальной энергии в механике:

1. Гравитационная потенциальная энергия
Это энергия, которой обладает тело в поле тяготения (например, в поле тяготения Земли). Для тела массой $\text{m}$, поднятого на высоту $\text{h}$ относительно некоторого условного нулевого уровня (например, поверхности Земли), она вычисляется по формуле:
$E_p = mgh$
где $\text{g}$ — ускорение свободного падения.
Из формулы видно, что гравитационная потенциальная энергия зависит от трёх величин:
- массы тела ($\text{m}$);
- высоты ($\text{h}$), на которой находится тело, относительно выбранного нулевого уровня;
- величины гравитационного поля, характеризуемой ускорением свободного падения ($\text{g}$).

2. Потенциальная энергия упруго деформированного тела
Это энергия, которую запасает тело при его упругой деформации (растяжении или сжатии). Например, для пружины жесткостью $\text{k}$, растянутой или сжатой на величину $\text{x}$ от положения равновесия, она равна:
$E_p = \frac{kx^2}{2}$
Следовательно, потенциальная энергия упругой деформации зависит от:
- упругих свойств тела, характеризуемых коэффициентом жесткости ($\text{k}$);
- величины деформации тела ($\text{x}$).

Таким образом, в общем случае потенциальная энергия зависит от взаимного положения (координат) тел в системе и от параметров, характеризующих сами тела и поля, в которых они взаимодействуют.

Ответ: Потенциальная энергия тела зависит от его массы и положения относительно других тел (например, высоты над поверхностью Земли), а также от его упругой деформации (сжатия или растяжения). В общем виде, она определяется конфигурацией системы взаимодействующих тел и характером сил взаимодействия между ними.

Приведите примеры тел, обладающих запасом потенциальной энергии.

Многие тела в окружающем нас мире обладают потенциальной энергией. Вот несколько примеров:

Тела, обладающие гравитационной потенциальной энергией:
- Вода в водохранилище плотины. Её огромная масса находится на большой высоте, поэтому она обладает колоссальным запасом потенциальной энергии, которая используется на гидроэлектростанциях.
- Поднятый молот копра для забивания свай. Ему сообщают потенциальную энергию, поднимая его, а при падении эта энергия превращается в работу по забиванию сваи.
- Книга, лежащая на верхней полке. Относительно пола она имеет запас потенциальной энергии.
- Спортсмен-прыгун с шестом в верхней точке прыжка.

Тела, обладающие потенциальной энергией упругой деформации:
- Натянутая тетива лука. Деформированная тетива обладает потенциальной энергией, которая при выстреле переходит в кинетическую энергию стрелы.
- Сжатая пружина в заводной игрушке или механических часах. Распрямляясь, пружина совершает работу, приводя механизм в движение.
- Растянутый резиновый жгут рогатки или эспандера.
- Сжатый воздух в пневматическом оружии (также можно рассматривать как энергию упругой деформации газа).

Ответ: Примеры тел, обладающих запасом потенциальной энергии: вода в плотине, поднятый молот, натянутая тетива лука, сжатая пружина, книга на полке.