Решебник по физике 7 класс Перышкин §60

При падении тела его высота уменьшается, поэтому потенциальная энергия уменьшается. Одновременно скорость тела увеличивается, поэтому его кинетическая энергия возрастает. Потенциальная энергия превращается в кинетическую.

При ударе кинетическая энергия шарика переходит в потенциальную энергию деформированных шарика и плиты. Когда они восстанавливают свою форму, потенциальная энергия снова переходит в кинетическую, и шарик отскакивает.

Такие превращения происходят при падении и подбрасывании мяча, при колебаниях маятника, движении качелей, падении воды с плотины. При движении вниз потенциальная энергия переходит в кинетическую, а при движении вверх — кинетическая в потенциальную.

Можно столкнуть два одинаковых стальных шарика, один из которых первоначально неподвижен. После столкновения первый шарик остановится, а второй начнёт двигаться. Это показывает, что кинетическая энергия передалась от первого шарика второму.

Механическая энергия системы тел, взаимодействующих только друг с другом силами тяготения и силами упругости, остаётся постоянной:

Eк1 + Eп1 = Eк2 + Eп2.

Основной вклад в энергию стрелы вносит упруго деформированный корпус лука. При натягивании тетивы лук изгибается и запасает потенциальную энергию. После отпускания эта энергия превращается в кинетическую энергию стрелы. Тетива в основном передаёт силу от изгибающегося лука стреле.

В отклонённом положении шарик обладает потенциальной энергией. При движении вниз потенциальная энергия уменьшается и переходит в кинетическую. В нижней точке кинетическая энергия максимальна. При движении вверх кинетическая энергия снова переходит в потенциальную.

m — масса мяча

v — начальная скорость

E_к — начальная кинетическая энергия

E_п — потенциальная энергия в высшей точке

l — длина наклонной плоскости

h — высота наклонной плоскости

t — время движения бруска

v — скорость бруска у основания

g — ускорение свободного падения

При движении маятника Максвелла потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. При подъёме происходит обратное превращение кинетической энергии в потенциальную.

Со временем маятник поднимается на меньшую высоту из-за действия сил трения и сопротивления воздуха. Часть его механической энергии превращается во внутреннюю энергию маятника, нити и окружающего воздуха. Поэтому колебания постепенно затухают.

Гвоздодёр нужно использовать как рычаг с точкой опоры. Тимофей ошибался, потому что держал гвоздодёр на весу и не опирал его на доску. Поэтому рычаг фактически не работал и выигрыша в силе не было.

Павел Петрович также не учёл, что одной длинной рукоятки недостаточно: рычагу необходима точка опоры.

Чтобы вытащить гвоздь, нужно зацепить его гвоздодёром, опереть изогнутую часть инструмента на доску и нажать на конец длинной рукоятки. Тогда место опоры станет осью вращения, длинное плечо силы руки обеспечит выигрыш в силе, а короткое плечо будет действовать на гвоздь.

Тема: «Как длина плеча рычага влияет на необходимую силу».

Цель: опытным путём показать, что с увеличением плеча рычага для подъёма одного и того же груза требуется меньшая сила.

Оборудование: линейка, карандаш, небольшой груз, несколько монет.

1. Положить карандаш на стол — он будет служить точкой опоры.

2. Сверху положить линейку так, чтобы получился рычаг.

3. На один конец линейки положить груз.

4. На другой конец положить монеты и добиться равновесия.

5. Передвинуть карандаш ближе к грузу и снова уравновесить рычаг монетами.

6. Сравнить количество монет в обоих опытах.

Наблюдение: чем дальше от точки опоры приложена сила, тем меньшая сила требуется для уравновешивания груза.

Вывод: рычаг позволяет получить выигрыш в силе. Чем больше плечо приложенной силы, тем меньшая сила необходима.

Тема: «Подъём тяжёлого предмета с помощью рычага».

Цель: показать на опыте, как рычаг позволяет небольшой силой приподнять тяжёлый предмет.

Оборудование: прочная линейка или деревянная рейка, карандаш или небольшой деревянный брусок, несколько книг.

1. Сложить несколько книг стопкой.

2. Подвести один конец рейки под нижнюю книгу.

3. Подложить под рейку карандаш или брусок — точку опоры.

4. Сначала расположить точку опоры примерно посередине рейки и попробовать приподнять книги.

5. Затем передвинуть точку опоры ближе к книгам и повторить опыт.

6. Сравнить усилия, необходимые для подъёма книг.

Наблюдение: когда точка опоры находится ближе к грузу, приподнять стопку книг становится легче.

Вывод: чем длиннее плечо силы и короче плечо груза, тем больший выигрыш в силе даёт рычаг. Именно на этом свойстве рычага основано высказывание Архимеда: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю».