Параграф 63 ГДЗ Иванов 7 класс (Физика)

Накручивая на ось нить, поднимают диск маятника Максвелла. Диск, поднятый вверх, обладает некоторой потенциальной энергией. Если его отпустить, то он, вращаясь, начнет падать. По мере падения потенциальная энергия диска уменьшается, но вместе с тем возрастает его кинетическая энергия. В конце падения диск обладает таким запасом кинетической энергии, что может опять подняться почти до прежней высоты. Поднявшись вверх, диск снова падает, а затем снова поднимается. В этом опыте при движении диска вниз его потенциальная энергия превращается в кинетическую, а при движении вверх кинетическая энергия превращается в потенциальную.
2. Какие превращения энергии происходят при ударе теннисного мяча о пол?
При падении воды с плотины потенциальная энергия воды, по мере приближения воды к нижней точке плотины, уменьшается, а кинетическая энергия воды растет, так как растет скорость ее падения, и в нижней точке вся потенциальная энергия воды переходит в кинетическую энергию, которая при ударе превращается во внутреннюю энергию воды, т.е. температура воды в нижней точке плотины больше чем в наивысшей точке.
3. Приведите примеры физических явлений, в которых кинетическая и потенциальная энергия переходят друг в друга.
Если поднять над стальной плитой стальной шарик и затем выпустить его из рук, то он будет падать.
В процессе падения шарика его потенциальная энергия убывает, а кинетическая энергия возрастает, так как увеличивается скорость движения шарика.
При ударе шарика о стальную плиту произойдет сжатие как шарика, так и плиты.
Кинетическая энергия, которой шарик обладал, превратится в потенциальную энергию сжатой плиты и сжатого шарика. Затем, благодаря действию упругих сил плита и шарик примут первоначальную форму.
4. Предложите эксперимент, подтверждающий, что энергия может переходить от одного тела к другому.
Шарик отскочит от плиты, а их потенциальная энергия вновь превратится в кинетическую энергию шарика: шарик отскочит вверх со скоростью почти равной скорости, которой он обладал в момент удара о плиту.
При подъёме вверх скорость шарика, а, следовательно, и его кинетическая энергия уменьшаются, потенциальная энергия растет.
В верхней точке подъёма вся кинетическая энергия шарика вновь превращается в потенциальную.
Обсуди с товарищем
Что, по вашему мнению, вносит наибольший вклад в энергию вылетающей стрелы — корпус лука или тетива?
Корпус лука
Разгоняется стрела за счет потенциальной энергии
ЗАДАНИЕ
Посмотрите ролик «Маятник Максвелла* https://www.youtube.com/ watchv=NGSks8fk3VA. Изучите принципы работы маятника. Почему маятник с течением времени поднимается на меньшую высоту? На что расходуется первоначальная энергия маятника?
Для запуска маятника необходимо накрутить нити на ось, подняв таким образом маятник в наивысшую точку (потенциальная энергия здесь максимальна), a затем отпустить. Под действием силы тяжести маятник начнут опускаться вниз, все быстрее вращаясь, c постоянным ускорением. Ускорение диска при его движении вниз не зависит от его массы и момента инерции, a зависит от соотношения радиуса оси вращения (r) и радиуса самого диска (R). По мере движения вниз потенциальная энергия ранее поднятого маятника переходит в кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Опускания и подъем диска со все уменьшающейся амплитудой повторяются много раз, пока маятник, наконец, не останавливается, т.к. весь первоначальный запас энергии в результате трения превращается в тепловую энергию.

Вопрос 1

Да, тело может одновременно обладать и кинетической, и потенциальной энергией. Например, у маятника Максвелла при движении вниз потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая возрастает. В процессе движения часть энергии может быть связана с положением тела, а часть — с его движением.

Вопрос 2

При ударе теннисного мяча о пол его кинетическая энергия частично переходит во внутреннюю энергию мяча и пола, а также в энергию деформации. Поэтому мяч и пол немного нагреваются, а мяч деформируется.

Вопрос 3

Примеры перехода кинетической и потенциальной энергии друг в друга:

• падение и подъём тела, брошенного вверх;
• движение маятника;
• падение воды с плотины;
• прыжок мяча и его отскок от пола.

Во всех этих случаях при уменьшении потенциальной энергии увеличивается кинетическая, и наоборот.

Вопрос 4

Подтвердить переход энергии от одного тела к другому можно опытом со стальным шариком и стальной плитой. Если поднять шарик и отпустить его, он ударится о плиту и отскочит вверх. Значит, часть энергии шарика передалась плите, а затем снова вернулась к шарику при упругом ударе.

Обсуди с товарищем

Наибольший вклад в энергию вылетающей стрелы вносит корпус лука: именно он запасает потенциальную энергию при натяжении тетивы и затем передаёт её стреле.

Задание

Маятник с течением времени поднимается на меньшую высоту, потому что часть его первоначальной энергии расходуется на преодоление силы трения и сопротивления воздуха. В результате механическая энергия постепенно уменьшается, а превращается в тепловую энергию.