Question

Физика №9 Полная механическая энергия сохраняется, если между телами действуют только ...а) силы тяжести и силы тренияб) силы упругости и силы тренияв) силы тяжести и силы упругостиг) любые силы​

Answer 1

Ответ:в

Объяснение:

Полная мех энергия равна сумме потенциальной и кинетической энергий. При наличии трения некоторая кинетическая энергия всегда преобразуется в тепловую, поэтому полная механическая энергия не сохраняется. Сила трения всегда направлена против движения, если бы ее не было (или мы могли бы ее уменьшить предельно до малых величин), то у нас всюду бы работали  вечные двигатели.

Механическая энергия - это потенциальная + кинетическая энергия тела. Потенциальная - это работа, которую может совершить та или иная сила, но ещё не совершает. Кинетическая - это уже свершающаяся работа сил, приложенных к телу. Например, на пружинный маятник, который колеблется в горизонтальной плоскости, действуют сила тяжести, сила упругости и сила трения. Сила тяжести не совершает работу, т.к. направлена перпендикулярно к движению маятника, а сила упругости и сила трения - совершают: первая совершает как положительную, так и отрицательную работу, вторая - всегда отрицательную, т.к. сила трения всегда направлена против движения. Так вот, если бы силы трения не было, то маятник колебался бы вечно, потому что в таком случае никакая сила не противодействовала бы его движению (не затормаживала бы маятник). Сила упругости тоже совершает отрицательную работу, но она таким образом лишь периодически изменяет направление движения маятника и не тормозит его постоянно, в отличие от силы трения. Механическая энергия пружинного маятника складывается из потенциальной энергии пружины и кинетической энергии тела маятника. Без действия силы трения они всегда сохраняются: потенциальная перетекает в кинетическую и обратно (потенциальная энергия пружины - это работа, которую сила упругости может совершить, но ещё не совершает, т.к. пружина находится в крайнем сжатом или растянутом состоянии, а кинетическая энергия тела маятника - это уже свершающаяся работа силы упругости).

Но в случае действия силы трения механическая энергия уже не будет сохраняться. Та работа, которую сила упругости может совершить (потенциальная энергия), не совершается ею в прежнем объёме, т.к. теперь ей помогает сила трения. Они вместе делят эту работу на двоих. Но это не значит, что колебания маятника будут продолжаться вечно - не забываем: сила трения действует всегда против движения. В какие-то моменты обе силы будут работать в одинаковых направлениях, в какие-то - в различных, что в конце-концов приведёт к остановке маятника. Куда же девается механическая энергия? За счёт силы трения, вернее её работы, механическая энергия постепенно превращается во внутреннюю энергию тела маятника и поверхности, по которой тело маятника периодически скользит. Тело и поверхность трутся друг о друга при движении - кинетическая и потенциальная энергия взаимодействия молекул тела маятника и молекул поверхности начинают увеличиваться с каждым новым колебанием. В результате механическая энергия пружинного маятника переходит (превращается) во внутреннюю энергию тела и поверхности. Не полностью - часть рассеивается в окружающую среду.

Когда действуют силы трения, то тела неизбежно нагреваются - их внутренняя энергия увеличивается, как мы только что выяснили. В таких случаях говорят о диссипации энергии. Диссипация - это часть кинетической энергии тела, которая перешла в тепловую энергию.

Получается, что сама энергия никуда не исчезает. Просто из механической она постепенно переходит в другой свой тип - во внутреннюю.

Answer 2

Полная механическая энергия и ее сохранение

Полная механическая энергия системы тел состоит из кинетической энергии и потенциальной энергии. Кинетическая энергия связана с движением тел, а потенциальная энергия связана с их взаимодействием и положением в поле сил.

Согласно закону сохранения энергии, полная механическая энергия системы тел сохраняется, если между телами действуют только определенные силы. Давайте рассмотрим варианты:

а) Силы тяжести и силы трения: Если между телами действуют только силы тяжести и силы трения, то полная механическая энергия системы тел будет сохраняться. Это означает, что сумма кинетической и потенциальной энергии останется постоянной.

б) Силы упругости и силы трения: Если между телами действуют только силы упругости и силы трения, то полная механическая энергия системы тел также будет сохраняться. В этом случае, изменение кинетической энергии будет компенсировано изменением потенциальной энергии, и общая энергия останется постоянной.

в) Любые силы: Если между телами действуют любые силы, то полная механическая энергия системы тел не будет сохраняться. В этом случае, изменение кинетической и потенциальной энергии будет зависеть от сил, действующих на систему, и общая энергия может изменяться.

Таким образом, полная механическая энергия системы тел сохраняется, если между телами действуют только силы тяжести и силы трения (вариант а) или только силы упругости и силы трения (вариант б). Если между телами действуют любые другие силы, то полная механическая энергия может изменяться (вариант в).

Пожалуйста, уточните, если у вас есть дополнительные вопросы по этой теме!