Вопрос:

Сравните внутренние и механические энергии планёра, стоящего на вершине горы и находящегося в полёте, если его температуру на горе и в воздухе считать: а) одинаковой; б) различной.

Ответ:

На вершине горы планёр неподвижен, поэтому его механическая энергия состоит только из потенциальной: \(E_\text{мех}=E_\text{пот}\). В полёте механическая энергия складывается из потенциальной и кинетической: \(E_\text{мех}=E_\text{пот}+E_\text{кин}\).

Если считать сопротивление воздуха пренебрежимо малым, то при переходе планёра из состояния покоя в полёт потенциальная энергия превращается в кинетическую, а полная механическая энергия сохраняется.

  1. а) Температуры одинаковы. Внутренние энергии планёра одинаковы, так как внутреннюю энергию тела при прочих равных условиях определяет его температура. Механическая энергия также остаётся прежней, если потерями на сопротивление воздуха пренебречь.
  2. б) Температуры различны. Внутренняя энергия больше у планёра, температура которого выше. Механическая энергия при отсутствии сопротивления воздуха не зависит от температуры и остаётся такой же; при учёте сопротивления часть механической энергии превращается во внутреннюю.

Ответ: а) внутренние энергии одинаковы, механическая энергия сохраняется; б) внутренняя энергия больше у более нагретого планёра, а механическая энергия в идеальном случае сохраняется.