1. (№ 2, упр. 22) Сохраняется ли полная механическая энергия при: а) падении мяча с небольшой высоты; б) падении мяча с большой высоты; в) спуске парашютиста с раскрытым парашютом?

Решение:

Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда на тело действуют только консервативные силы (сила тяжести, сила упругости), либо когда работа неконсервативных сил равна нулю.

• а) Падение мяча с небольшой высоты:

  В этом случае сопротивление воздуха обычно мало и им можно пренебречь. Основной силой является сила тяжести (консервативная). Поэтому полная механическая энергия (сумма кинетической и потенциальной) сохраняется.

• б) Падение мяча с большой высоты:

  С большой высоты на мяч действует сила сопротивления воздуха, которая совершает отрицательную работу. Эта сила является неконсервативной. Поэтому полная механическая энергия не сохраняется (она уменьшается).

• в) Спуск парашютиста с раскрытым парашютом:

  При спуске с раскрытым парашютом основную роль играет сила сопротивления воздуха (через парашют), которая очень велика. Эта сила является неконсервативной и совершает отрицательную работу. Поэтому полная механическая энергия не сохраняется (она значительно уменьшается).

Ответ:

• а) Сохраняется.
• б) Не сохраняется.
• в) Не сохраняется.