Тележка начинает движение с некоторой скоростью из положения 1 по криволинейной траектории и останавливается в положении 4 (см.рисунок). В каких положениях тело имеет максимальные кинетическую, потенциальную и полную механическую энергию? Трением пренебречь.

Решение:

Согласно закону сохранения энергии, полная механическая энергия тела остается постоянной, если пренебречь трением. Кинетическая и потенциальная энергии могут меняться, но их сумма всегда будет равна начальной полной механической энергии.

• Максимальная кинетическая энергия: Кинетическая энергия максимальна в точке, где скорость тела максимальна. На криволинейной траектории скорость будет максимальной в самой нижней точке, то есть в положении 2.
• Максимальная потенциальная энергия: Потенциальная энергия зависит от высоты тела над уровнем отсчета. Она максимальна в самой высокой точке, то есть в положении 4.
• Полная механическая энергия: Полная механическая энергия (сумма кинетической и потенциальной) остается постоянной в любой точке траектории, если пренебречь трением. Таким образом, она одинакова во всех положениях 1, 2, 3 и 4.

Ответ:

• Максимальная кинетическая энергия: положение 2.
• Максимальная потенциальная энергия: положение 4.
• Полная механическая энергия: одинакова во всех положениях.