Номер 1, страница 130 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Колебания и волны. Параграф 31. Превращения энергии при колебаниях. Вспомните - номер 1, страница 130.

Условие.

Что такое потенциальная и кинетическая энергия?

Решение.

Что такое потенциальная и кинетическая энергия?

Потенциальная энергия ($E_п$) — это энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела. Она представляет собой "запасённую" энергию, которая может быть преобразована в работу или кинетическую энергию. Например, потенциальная энергия тела массой $\text{m}$, поднятого на высоту $\text{h}$ над землёй, рассчитывается по формуле $E_п = mgh$, где $\text{g}$ — ускорение свободного падения. Другой пример — потенциальная энергия упруго деформированной пружины с жёсткостью $\text{k}$, сжатой или растянутой на величину $\text{x}$, которая равна $E_п = \frac{kx^2}{2}$.

Кинетическая энергия ($E_к$) — это энергия, которой обладает тело вследствие своего движения. Она зависит от массы тела и квадрата его скорости. Кинетическая энергия тела массой $\text{m}$, движущегося со скоростью $\text{v}$, вычисляется по формуле $E_к = \frac{mv^2}{2}$. Чем больше масса и скорость тела, тем больше его кинетическая энергия.

Ответ: Потенциальная энергия — это энергия, обусловленная положением или конфигурацией тел (например, энергия поднятого груза), а кинетическая энергия — это энергия движения тела, зависящая от его массы и скорости.

Как формулируется закон сохранения механической энергии?

Закон сохранения механической энергии гласит: если в замкнутой системе тел действуют только консервативные силы (такие как сила тяжести и сила упругости) и отсутствуют диссипативные силы (например, сила трения), то полная механическая энергия этой системы сохраняется, то есть не изменяется со временем.

Полная механическая энергия ($\text{E}$) является суммой кинетической ($E_к$) и потенциальной ($E_п$) энергий системы. Математически закон выражается формулой:

$E = E_к + E_п = \text{const}$

Это означает, что энергия может переходить из одного вида в другой (из потенциальной в кинетическую и наоборот), но их общая сумма остаётся неизменной. Например, при свободном падении камня его потенциальная энергия превращается в кинетическую, но их сумма в любой момент времени одинакова (при пренебрежении сопротивлением воздуха). Если же в системе действуют силы трения, то часть механической энергии переходит во внутреннюю (тепловую) энергию, и полная механическая энергия не сохраняется.

Ответ: В замкнутой системе тел, в которой действуют только консервативные силы, сумма кинетической и потенциальной энергий всех тел системы остаётся постоянной.