Номер 2, страница 80 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

2. При каких условиях выполняется закон сохранения механической энергии?

Закон сохранения механической энергии утверждает, что полная механическая энергия замкнутой системы тел, в которой действуют только консервативные силы, остается неизменной с течением времени.

Полная механическая энергия $\text{E}$ системы — это сумма ее кинетической энергии $E_k$ (энергии движения) и потенциальной энергии $E_p$ (энергии взаимодействия):

$E = E_k + E_p$

Изменение полной механической энергии системы $\Delta E$ равно сумме работ, совершаемых всеми неконсервативными силами $A_{неконс}$ (например, силой трения) и внешними силами $A_{внеш}$:

$\Delta E = A_{неконс} + A_{внеш}$

Для выполнения закона сохранения механической энергии необходимо, чтобы полная механическая энергия не изменялась, то есть $\Delta E = 0$. Это приводит к основному условию:

$A_{неконс} + A_{внеш} = 0$

Это условие выполняется в следующих случаях:

1. Система является замкнутой (изолированной). Это означает, что на систему не действуют внешние силы, либо их равнодействующая равна нулю, либо работа этих сил равна нулю ($A_{внеш} = 0$).

2. Внутри системы действуют только консервативные силы. К консервативным силам относятся, например, сила тяжести и сила упругости. Работа таких сил не зависит от траектории движения тела. Если все внутренние силы консервативны, то работа неконсервативных сил равна нулю ($A_{неконс} = 0$).

3. Если в системе все же присутствуют неконсервативные (диссипативные) силы, такие как сила трения или сила сопротивления воздуха, то их суммарная работа должна быть равна нулю ($A_{неконс} = 0$). На практике это чаще всего означает, что этими силами можно пренебречь, так как их действие незначительно.

Таким образом, для сохранения полной механической энергии необходимо, чтобы работа всех неконсервативных и внешних сил, действующих на систему, была равна нулю.

Ответ: Закон сохранения механической энергии выполняется для системы тел, если работа всех внешних сил и работа всех неконсервативных сил (например, сил трения и сопротивления среды) в этой системе равна нулю. Чаще всего это означает, что система замкнута и в ней отсутствуют силы трения.