Номер 3, 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 3, страница 8.

Условие.

3. Какие превращения энергии происходят при ударе кузнеца молотом по наковальне?

Решение.

Решение

При ударе кузнеца молотом по наковальне происходит сложная цепь превращений энергии. Рассмотрим этот процесс поэтапно:

1. Поднятие молота. Кузнец, используя мышечную силу, поднимает молот. При этом химическая энергия, запасенная в мышцах кузнеца, превращается в механическую работу по преодолению силы тяжести. Поднятый над наковальней молот приобретает потенциальную энергию $E_п = mgh$, где $\text{m}$ – масса молота, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, $\text{h}$ – высота, на которую поднят молот.

2. Движение молота вниз. Когда кузнец опускает молот, его потенциальная энергия начинает переходить в кинетическую энергию движения $E_к = \frac{mv^2}{2}$, где $\text{v}$ – скорость молота. Непосредственно перед ударом о наковальню кинетическая энергия молота достигает максимального значения.

3. Соударение с наковальней. В момент удара происходит резкое торможение молота, и его кинетическая энергия преобразуется в другие виды энергии. Этот процесс является неупругим ударом. Происходят следующие превращения:

• Во внутреннюю энергию. Большая часть кинетической энергии переходит во внутреннюю энергию молота и наковальни (а также заготовки, если она есть), что приводит к их сильному нагреванию.

• В звуковую энергию. Часть энергии распространяется в окружающем пространстве в виде звуковых волн — мы слышим громкий звук удара.

• В энергию деформации. Часть энергии затрачивается на упругую (молот немного отскакивает) и пластическую (металл меняет форму) деформацию тел.

• В световую энергию. При сильном ударе могут вылетать искры — это означает, что часть кинетической энергии превратилась в световую и тепловую энергию раскаленных до свечения частиц металла.

Таким образом, общая цепь превращений выглядит следующим образом: химическая энергия мышц → потенциальная энергия поднятого молота → кинетическая энергия движущегося молота → внутренняя (тепловая) энергия + звуковая энергия + энергия деформации + световая энергия.

Ответ: При ударе молотом по наковальне происходит следующая цепь превращений энергии: потенциальная энергия поднятого молота переходит в кинетическую энергию при его падении. В момент удара кинетическая энергия молота преобразуется во внутреннюю энергию (нагрев молота и наковальни), звуковую энергию (звук удара), энергию деформации и, в некоторых случаях, в световую энергию (искры).