1. Как меняется потенциальная и кинетическая энергия при падении тела? 2. Какие превращения энергии происходят при ударе стального шарика о стальную плиту? 3. Приведите примеры физических явлений, в которых кинетическая и потенциальная энергия переходят друг в друга. 4. Предложите эксперимент, подтверждающий, что энергия может переходить от одного тела к другому. 5. Сформулируйте закон сохранения механической энергии.

1. Изменение энергии при падении тела:

При падении тела его потенциальная энергия уменьшается (так как высота уменьшается), а кинетическая энергия увеличивается (так как скорость растет). И наоборот, при подъеме тела — потенциальная растет, а кинетическая уменьшается.

2. Превращения энергии при ударе:

При ударе стального шарика о стальную плиту кинетическая энергия шарика частично переходит в тепловую энергию (шарик и плита нагреваются), звуковую энергию (слышен звук удара) и происходит упругая деформация тел.

3. Примеры перехода энергии:

• Качели: Потенциальная энергия в верхней точке траектории переходит в кинетическую в нижней точке, и наоборот.
• Пружинный маятник: Потенциальная энергия растянутой пружины переходит в кинетическую энергию движущегося груза, и наоборот.
• Лук и стрела: При натягивании тетивы потенциальная энергия упругой деформации лука переходит в кинетическую энергию стрелы.

4. Эксперимент, подтверждающий переход энергии:

Эксперимент: Возьмите мяч и поднимите его на некоторую высоту. Затем отпустите. Вы увидите, что мяч падает, набирая скорость (кинетическая энергия растет), а его высота уменьшается (потенциальная энергия падает). Если мяч отскочит от поверхности, часть его кинетической энергии перейдет в энергию упругой деформации мяча и поверхности, а затем снова преобразуется в кинетическую энергию (при отскоке) и тепловую/звуковую (при ударе).

5. Закон сохранения механической энергии:

В замкнутой системе, где действуют только консервативные силы (сила тяжести и сила упругости), полная механическая энергия (сумма кинетической и потенциальной энергии) остается постоянной.

Формула:

• \[ E_{мех} = E_к + E_п = \text{const} \]
• \[ E_к = \frac{1}{2}mv^2 \]
• \[ E_п = mgh \]

Где:

• \[ E_{мех} \] — полная механическая энергия;
• \[ E_к \] — кинетическая энергия;
• \[ E_п \] — потенциальная энергия;
• \[ m \] — масса тела;
• \[ v \] — скорость тела;
• \[ g \] — ускорение свободного падения;
• \[ h \] — высота тела над нулевым уровнем.

Ответ: Закон сохранения механической энергии гласит, что в отсутствие неконсервативных сил полная механическая энергия системы остается постоянной.