Номер 20, страница 60 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

V. Законы сохранения в механике. Выполняем тест - номер 20, страница 60.

Условие.

20. Как изменяются потенциальная и кинетическая энергии тела при падении камня на землю?

1) Кинетическая энергия камня уменьшается, потенциальная увеличивается.

2) Потенциальная энергия камня уменьшается, кинетическая увеличивается.

3) Никаких изменений энергии не происходит.

4) Кинетическая энергия не изменяется, потенциальная энергия возрастает.

Решение.

Решение

Рассмотрим, как изменяются потенциальная и кинетическая энергии камня во время его падения на землю.

Потенциальная энергия тела в поле тяготения Земли зависит от его высоты над поверхностью и вычисляется по формуле: $E_p = mgh$, где $\text{m}$ – масса тела, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, $\text{h}$ – высота над поверхностью.

Когда камень падает, его высота $\text{h}$ над землей уменьшается. Так как масса $\text{m}$ и ускорение $\text{g}$ остаются постоянными, уменьшение высоты $\text{h}$ приводит к уменьшению потенциальной энергии $E_p$.

Кинетическая энергия тела зависит от его массы и скорости движения и вычисляется по формуле: $E_k = \frac{mv^2}{2}$, где $\text{v}$ – скорость тела.

При падении камень движется с ускорением под действием силы тяжести, поэтому его скорость $\text{v}$ постоянно увеличивается. Увеличение скорости $\text{v}$ приводит к увеличению кинетической энергии $E_k$.

Таким образом, в процессе падения происходит переход потенциальной энергии в кинетическую: потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая – увеличивается. Это следует из закона сохранения энергии. Если пренебречь сопротивлением воздуха, полная механическая энергия $E = E_p + E_k$ остается постоянной.

Следовательно, правильный вариант ответа — тот, в котором указано, что потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая увеличивается.

Ответ: 2. Потенциальная энергия камня уменьшается, кинетическая увеличивается.