Номер 2, страница 102 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 1. Законы механики. Параграф 23. Закон сохранения механической энергии. Темы докладов и проектов - номер 2, страница 102.

Условие.

2. Энергия прыжка и бега человека.

Решение.

Достижения отечественной космонавтики

Отечественная (советская и российская) космонавтика имеет богатую историю и множество новаторских достижений, которые определили развитие освоения космоса. Ключевыми вехами стали: запуск первого искусственного спутника Земли («Спутник-1») 4 октября 1957 года, что открыло космическую эру; первый полёт человека в космос, совершённый Юрием Гагариным 12 апреля 1961 года на корабле «Восток-1»; первый выход человека в открытый космос, осуществлённый Алексеем Леоновым 18 марта 1965 года. Советский Союз также отправил в космос первое живое существо на орбиту (собаку Лайку в 1957 г.) и первую женщину-космонавта (Валентину Терешкову в 1963 г.). В области исследования других небесных тел были достигнуты значительные успехи: первое достижение поверхности Луны аппаратом «Луна-2» (1959 г.), первая мягкая посадка на Луну («Луна-9», 1966 г.), первая мягкая посадка на Венеру («Венера-7», 1970 г.) и на Марс («Марс-3», 1971 г.). Был создан и успешно эксплуатировался первый в мире планетоход «Луноход-1» (1970 г.). СССР стал пионером в создании орбитальных станций, запустив первую станцию «Салют-1» (1971 г.) и позже — уникальную многомодульную станцию «Мир» (1986–2001 гг.). Россия продолжила эти традиции, став ключевым партнёром в проекте Международной космической станции (МКС), построив её первый модуль «Заря» и на долгие годы обеспечив доставку экипажей кораблями «Союз».

Ответ: Ключевыми достижениями отечественной космонавтики являются запуск первого спутника, полёт первого человека и первой женщины в космос, первый выход в открытый космос, создание первых планетоходов и орбитальных станций, а также ведущая роль в проекте МКС.

2. Энергия прыжка и бега человека

Энергия прыжка и бега человека — это проявление механической работы, совершаемой мышцами, которая преобразуется в кинетическую и потенциальную энергию тела. Эти процессы можно описать с точки зрения физики.

Энергия прыжка
Прыжок — это процесс, при котором тело отрывается от поверхности за счёт кратковременного мощного усилия. Энергетические превращения проходят три основные фазы. Первая фаза — подготовка, когда человек приседает, накапливая в мышцах упругую потенциальную энергию. Вторая фаза — отталкивание, во время которой мышцы ног резко сокращаются, совершая работу $\text{A}$. Эта работа преобразует химическую и упругую энергию в начальную кинетическую энергию тела $E_k = \frac{1}{2}mv_0^2$, где $\text{m}$ — масса человека, а $v_0$ — начальная скорость. Третья фаза — полёт, в ходе которого кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию $E_p = mgh$, где $\text{h}$ — максимальная высота подъёма, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения. По закону сохранения энергии, работа, совершённая при отталкивании, равна потенциальной энергии на пике прыжка. При приземлении эта энергия гасится работой мышц.

Энергия бега
Бег — это циклический процесс, состоящий из повторяющихся шагов. Во время бега постоянно происходят взаимные превращения кинетической энергии $E_k = \frac{1}{2}mv^2$ (где $\text{v}$ — скорость бегуна) и потенциальной энергии $E_p$ из-за вертикальных колебаний центра масс тела. Однако, в отличие от идеального маятника, эта система не является консервативной. Значительная часть энергии теряется при каждом шаге из-за неупругих ударов стоп о поверхность, внутреннего трения в тканях и работы по преодолению сопротивления воздуха. Для поддержания постоянной скорости бега мышцы должны непрерывно совершать работу, восполняя эти потери энергии. При этом метаболические (химические) затраты энергии организмом значительно превышают совершаемую механическую работу, так как коэффициент полезного действия мышц составляет всего около 20–25%.

Ответ: Энергия прыжка определяется работой мышц, которая преобразуется в потенциальную энергию $E_p = mgh$ на максимальной высоте подъёма. Энергия бега — это сложный циклический процесс с постоянным преобразованием кинетической и потенциальной энергии, где мышцы непрерывно восполняют потери энергии на трение, сопротивление воздуха и неупругие взаимодействия с опорой для поддержания движения.