Параграф 59. Механическая энергия
Вопросы после параграфа
1. Что такое энергия?
Энергия – это физическая величина, которой обладают тела, способные совершить работу.
Вернуть оригинал2. В каких единицах измеряется энергия? Почему единицы энергии и работы одинаковы?
Энергия измеряется в джоулях (Дж).
3. Какие виды энергии вам известны? Чем они отличаются друг от друга?
Энергия бывает потенциальной и кинетической. Кинетическая энергия – это энергия, которой обладает тело вследствие своего движения. Потенциальная энергия – это энергия, которой обладают тела вследствие взаимодействия между собой или тело вследствие взаимодействия его частей друг с другом.
Вернуть оригинал4. Приведите примеры тел, обладающих кинетической энергией. Как кинетическую энергию уменьшить до нуля?
Примеры тел, обладающих кинетической энергией: движущийся автомобиль, идущий человек, летящий шарик; поезд, едущий по рельсам.
Вернуть оригиналЧтобы уменьшить кинетическую энергию до нуля, нужно снизить скорость тела до нуля, то есть остановить его.
Вернуть оригинал5. Какие тела обладают потенциальной энергией?
Потенциальной энергией обладают тела, поднятые над землей. Потенциальной энергией обладает всякое упруго деформированное тело.
Вернуть оригинал6. Почему потенциальная энергия зависит от взаимного положения тел или частей тела?
Потенциальная энергия зависит от взаимного положения тел или частей тела, потому что потенциальная энергия зависит от высоты, на которую поднято тело.
Вернуть оригинал7. Как экспериментально доказать, что тело, поднятое над землёй, обладает потенциальной энергией?
Чтобы экспериментально доказать, что тело, поднятое над землей, обладает потенциальной энергией, нужно тело поднять над землей и отпустить, падая, оно сможет совершить работу, например передвинуть другое тело. Чем выше над землей поднято тело, тем большую работу оно может совершить. Потенциальная энергия тела, находящегося над землей на какой-то высоте, равна работе силы тяжести, совершаемой при падении тела на землю.
Вернуть оригинал8. Почему потенциальная энергия не изменяется при движении тела по горизонтали?
Потенциальная энергия не изменяется при движении тела по горизонтали, потому что потенциальная энергия зависит от высоты, на которую поднято тело, то есть от вертикальной составляющей.
Вернуть оригинал9. Что называют механической энергией тела?
Механическая энергия тела – это сумма кинетической и потенциальной энергии тела (системы тел).
Вернуть оригиналОбсуди с товарищем
1. Определите характер зависимости потенциальной энергии тела, поднятого над землёй, от ускорения свободного падения, массы тела, высоты, на которую поднято тело.
Потенциальная энергия тела зависит от массы этого тела и высоты, на которую это тело было поднято.
Вернуть оригинал2. На одной и той же высоте находятся кусок мрамора и кусок свинца одинакового объёма. Какое из этих тел обладает большей потенциальной энергией?
Еп = mgh, m = ρgV. Если кусок мрамора и кусок свинца находятся на одной высоте и обладают одинаковым объемом, то разница в потенциальной энергии будет зависеть от плотности этих тел. Так как плотность свинца (ρ = 11300 кг/м3) больше плотности мрамора (ρ = 2700 кг/м3), то и потенциальная энергия свинца будет больше потенциальной энергии мрамора.
Вернуть оригиналУпражнение 38
1. Два тела массами m и 2m имеют одинаковые скорости. Сравните кинетические энергии этих тел. Сделайте вывод.
|
Дано: m1 = m m2 = 2m \(\nu\) = \(\nu\)1 =\(\ \nu\)2 |
Решение: Ек1 = \(\frac{\ m\nu^{2}\ \ }{2}\) Ек2 = \(\frac{\ 2m\nu^{2}\ \ }{2}\) Ек1/Ек2 = \(\frac{\ m\nu^{2}\ \ }{2m\nu^{2}}\) = \(\frac{\ 1\ \ \ }{2}\) Вернуть оригиналКинетическая энергия первого тела в два раза больше кинетической энергии второго тела, она прямо пропорциональна массе тела. Вернуть оригиналОтвет: Ек1/Ек2 = \(\frac{\ 1\ \ \ }{2}\) . Вернуть оригинал |
|---|---|
| Ек1/Ек2 – ? |
2. Два тела имеют одинаковые массы, но у первого тела скорость в 2 раза больше. Сравните кинетические энергии этих тел. Сделайте вывод.
|
Дано: m1 = m2 = m \(\nu\)1 = 2\(\nu\) \(\nu\)2 = \(\nu\) |
Решение: Ек1 = \(\frac{\ m{(2\nu)}^{2}\ \ }{2}\) Ек2 = \(\frac{\ m\nu^{2}\ \ }{2}\) Ек1/Ек2 = \(\frac{\ m{(2\nu)}^{2}\ \ }{m\nu^{2}}\) = 4 Вернуть оригиналКинетическая энергия первого тела в четыре раза больше кинетической энергии второго тела. Вернуть оригиналОтвет: Ек1/Ек2 = 4. |
|---|---|
| Ек1/Ек2 – ? |
3. Чему равна кинетическая энергия мяча массой 0,5 кг, если он летит со скоростью 72 км/ч?
|
Дано: m = 0,5 кг \(\nu\) = 72 км/ч |
СИ 20 м/с |
Решение: Ек = \(\frac{\ m\nu^{2}\ \ }{2}\) Ек = \(\frac{\ 0,5 \times 20^{2}\ \ }{2}\) = 100 (Дж) Вернуть оригиналОтвет: Ек = 100 Дж. |
|---|---|---|
| Ек – ? |
4. С какой скоростью должен бежать человек массой 50 кг, чтобы его кинетическая энергия была равна 1,6 кДж? Как изменится кинетическая энергия человека, если его скорость изменится вдвое?
|
Дано: m = 50 кг Ек = 1,6 кДж |
СИ 1600 Дж |
Решение: Ек = \(\frac{\ m\nu^{2}\ \ }{2}\) \(\nu\) = \(\sqrt{\frac{\ 2Ек\ \ }{m}}\) Вернуть оригинал\(\nu\) = \(\sqrt{\frac{\ 2\ \times 1600\ \ }{50}}\) = 64 (м/с) Вернуть оригиналОтвет: \(\nu\) = 64 м/с. |
|---|---|---|
| \(\nu\) – ? |
5. Какую работу должен совершить человек, чтобы его кинетическая энергия изменилась на 50 Дж?
|
Дано: ΔЕк = 50 Дж |
Решение: А = Ек2 – Ек1 = ΔЕк = 50 (Дж) Ответ: А = 50 Дж. |
|---|---|
| А – ? |
6. Два шара массами m и 2m подняли на высоту 2h и h соответственно. Сравните их потенциальные энергии. Сделайте вывод.
|
Дано: m1 = m m2 = 2m h1 = 2h h2 = h |
Решение: Еп1 = 2mgh Еп2 = 2mgh Еп1/Еп2 = \(\frac{\ 2mgh\ \ }{2mgh}\) = 1 Вернуть оригиналЭто значит, что потенциальные энергии равны. Вернуть оригиналОтвет: Еп1/Еп2 = 1. |
|---|---|
| Еп1/Еп2 – ? |
7. На сколько увеличивается потенциальная энергия ведра с водой массой 10 кг при подъёме из колодца на высоту 6 м?
|
Дано: m = 10 кг h = 6 м g = 9,8 \(\frac{м}{с^{2}}\) |
Решение: Еп = mgh Еп = 10 × 9,8 × 6 = 588 (Дж) Ответ: Еп = 588 Дж. |
|---|---|
| Еп – ? |
Задание 40
Определите изменение потенциальной энергии вашего тела при подъёме с первого этажа на второй.
Масса тела m = 60 кг; Еп = mgh.
Потенциальная энергия тела на первом этаже: h = 2,7 м; Еп1 = 60 × 9,8 × 2,7 = 1587,6 Дж.
Вернуть оригиналПотенциальная энергия тела на пятом этаже: h = 13,5 м; Еп2 = 60 × 9,8 × 13,5 = 7938 Дж.
Вернуть оригиналΔЕп = Еп2 – Еп1 = 7938 – 1587,6 = 6350,4 Дж
Вернуть оригиналИзменение потенциальной энергии моего тела при подъеме с первого этажа на второй составляет 6350,4 Дж.
Вернуть оригинал