§24. Досліджуємо перетворення механічної енергії

• Назад до змісту

ДУМАЙ

1. Наведи приклади перетворення одного виду механічної енергії в інший. На яких світлинах (гідроелектростанція, сонячна станція, водяний млин, вітростанція) зображено перетворення: а) потенціальної енергії в кінетичну; б) кінетичної енергії в електричну?

а) Потенціальна енергія в кінетичну: водяний млин (вода падає з висоти, потенціальна перетворюється на кінетичну) та гідроелектростанція (падіння води зі сховища).

б) Кінетична енергія в електричну: вітростанція (рух повітря перетворюється на електрику) та гідроелектростанція (рух води обертає турбіни, генеруючи електрику).

Сонячна станція не стосується механічної енергії, оскільки перетворює сонячне світло в електрику.

2. За яких умов виконується закон збереження повної механічної енергії?

Закон виконується, якщо тіла взаємодіють лише силами тяжіння або пружності, а сили тертя та опору повітря відсутні або ними можна знехтувати.

3. Під час скочування санок із гори їх швидкість безперервно збільшується. Чому?

Потенціальна енергія санок на вершині гори перетворюється на кінетичну енергію під час спуску, що збільшує їх швидкість.

4. Поясни, які перетворення енергії відбуваються під час запускання стріли з лука.

Під час натягування тетиви накопичується потенціальна енергія пружності. При відпусканні вона перетворюється на кінетичну енергію стріли.

5. Чому м’яч, який упав із деякої висоти на землю й відскочив, уже не може піднятися на попередню висоту? Чому м’яч, який упав у пісок, узагалі не підскакує?

М’яч не піднімається на попередню висоту через втрати енергії на деформацію м’яча та тертя з повітрям. Якщо м’яч падає в пісок, вся його кінетична енергія витрачається на деформацію піску, тому він не підскакує.

ДІЙ. РОЗВ’ЯЖИ ЗАДАЧІ

1. Угору кинуто м’яч зі швидкістю 5 м/с. З більшою чи меншою швидкістю м’яч упаде на землю? Розглянь випадки, коли опору повітря немає й коли він є.

2. На яку висоту підніметься камінець, випущений із рогатки, маючи на поверхні землі швидкість 20 м/с і кінетичну енергію 4 Дж? Яка маса камінця?

3. М’яч підкинуто вертикально вгору на висоту 2 м. Яка маса м’яча, якщо біля поверхні землі його кінетична енергія становила 20 Дж?

4. Тіло вільно падає з висоти 40 м. На якій висоті його потенціальна й кінетична енергії зрівняються? На якій висоті його кінетична енергія стане в 3 рази більша від потенціальної? Опором повітря можна знехтувати.

5. Визнач, як зміниться висота підйому кульки пружинного пістолета під час пострілу вертикально вгору, якщо швидкість її вильоту збільшити вдвічі.