Номер 4, страница 95 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 1. Законы механики. Параграф 21. Работа и потенциальная энергия. Вопросы для самопроверки - номер 4, страница 95.

Условие.

4. Зависит ли потенциальная энергия тела, поднятого над Землёй, от нулевого уровня?

Решение.

Потенциальная энергия тела в поле тяготения Земли определяется по формуле $E_p = mgh$, где $\text{m}$ – масса тела, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – высота, на которую тело поднято.

Ключевым моментом здесь является то, что высота $\text{h}$ всегда измеряется относительно некоторого выбранного уровня, который и называют нулевым уровнем. На этом уровне потенциальную энергию принимают равной нулю. Выбор этого уровня произволен и зависит от удобства решения конкретной задачи.

Например, пусть книга массой $\text{m}$ лежит на столе, высота которого 1 метр над полом.
1. Если мы выберем за нулевой уровень поверхность пола, то высота книги $h = 1$ м, и ее потенциальная энергия будет равна $E_{p1} = mg \cdot (1 \text{ м})$.
2. Если же за нулевой уровень мы примем поверхность стола, то высота книги $h = 0$ м, и ее потенциальная энергия будет равна $E_{p2} = mg \cdot 0 = 0$.
Как видно из примера, численное значение потенциальной энергии напрямую зависит от того, где был выбран нулевой уровень.

Таким образом, абсолютное значение потенциальной энергии не является физически определенной величиной. Физический смысл имеет только изменение потенциальной энергии ($ \Delta E_p $), так как эта величина от выбора нулевого уровня не зависит.

Ответ: Да, потенциальная энергия тела, поднятого над Землёй, напрямую зависит от выбора нулевого уровня, поскольку высота в формуле для потенциальной энергии отсчитывается именно от этого условно выбранного уровня.