Номер 3, страница 135 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 27. Потенциальная и кинетическая энергия. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 3, страница 135.

3. По какой формуле можно рассчитать потенциальную энергию сжатой пружины?

3. По какой формуле можно рассчитать потенциальную энергию сжатой пружины?

Потенциальную энергию упруго деформированного тела, например, сжатой или растянутой пружины, можно рассчитать по формуле, которая связывает жёсткость пружины и величину её деформации. Эта энергия также называется энергией упругой деформации. Расчёт производится по следующей формуле:

$E_p = \frac{kx^2}{2}$

В этой формуле: $E_p$ – это потенциальная энергия, измеряемая в джоулях (Дж); $k$ – это коэффициент жёсткости пружины, который измеряется в ньютонах на метр (Н/м) и характеризует её упругие свойства; $x$ – это смещение из положения равновесия (величина сжатия или растяжения), измеряемое в метрах (м). Эта энергия является следствием работы, совершённой для преодоления упругих сил при деформации пружины.

Ответ: Потенциальную энергию сжатой пружины можно рассчитать по формуле $E_p = \frac{kx^2}{2}$.

4. Почему потенциальную энергию называют энергией взаимодействия?

Потенциальную энергию называют энергией взаимодействия, потому что она по своей природе не может принадлежать одному изолированному телу. Она всегда возникает как характеристика системы, состоящей как минимум из двух взаимодействующих объектов, и зависит от их взаимного расположения.

Например, гравитационная потенциальная энергия ($E_p = mgh$) — это не энергия самого по себе поднятого камня, а энергия системы «камень–Земля», обусловленная их взаимным притяжением. Без Земли у камня не было бы этой потенциальной энергии.

Аналогично, потенциальная энергия сжатой пружины ($E_p = \frac{kx^2}{2}$) — это энергия взаимодействия между атомами и молекулами материала пружины. Когда мы сжимаем пружину, мы изменяем расстояния между её частицами, что и приводит к накоплению энергии в системе этих взаимодействующих частиц.

Таким образом, потенциальная энергия — это всегда мера работы, которую могут совершить внутренние силы системы (гравитационные, упругие и т. д.) при изменении её конфигурации. Она по определению является энергией, связанной с взаимодействием.

Ответ: Потенциальную энергию называют энергией взаимодействия, так как она возникает только в системе взаимодействующих тел (или частей одного тела) и определяется их взаимным положением.