4. Механическая энергия

Задачи по данной теме должны способствовать формированию важнейшего физического понятия об «энергии» как величине, характеризующей движение и являющейся, по определению Энгельса, его мерой. Поэтому вначале целесообразно решение задач о кинетической, а затем — потенциальной энергии. Задачи о кинетической энергии решают только качественные, поскольку формула в VI классе не вводится. Однако учащимся нужно дать общее понятие о том, что кинетическая энергия тела тем больше, чем больше его масса и скорость. Задачи о потенциальной энергии также в основном являются качественными, но для случая потенциальной энергии тела, поднятого относительно поверхности Земли, необходимо решение и вычислительных задач по формуле

Общим критерием того, обладает ли тело кинетической или потенциальной энергией, должно служить заключение о возможности

совершения им работы, которая является мерой изменения энергии. Наконец, решают задачи о переходе одного вида механической энергии в другой, которые подводят учащихся к понятию о законе сохранения и превращения энергии.

162 (э). С помощью нескольких шаров разной массы, горизонтально расположенного желоба и лежащего на нем небольшого бруска докажите, что: а) движущийся шар обладает энергией; б) эиергия движущихся шаров тем больше, чем больше их масса и скорость.

Решение. Пускают шар по желобу и наблюдают, как он сдвигает брусок. Шар совершил работу против сил трения следовательно, он обладал энергией. Изменяя в несколько раз скорость движения шара и используя шары, значительно отличающиеся по массе, аналогично обнаруживают, что энергия тем больше, чем больше масса шаров и их скорость.

163 (э). Придумайте и проделайте опыт, доказывающий, что воздух в накачанном футбольном мяче обладает энергией.

Решение. Струей воздуха из развязанной камеры мяча перемещают по столу легкий шар или игрушечный кораблик в кювете с водой. Воздух совершает работу, он обладает энергией.

164. Какими видами механической энергии обладают вода в горном озере? вода в реке? заведенная пружина часов? шайба, скользящая по льду? шайба, летящая по воздуху?

165. Какой потенциальной энергией обладает тело массой поднятое над поверхностью Земли на высоту

166. Могут ли тела массой обладать одинаковой потенциальной энергией? Ответ поясните примерами.

167. Какие превращения энергии происходят при падении на пол резинового мяча? при выходе из футбольной камеры сжатого воздуха (задача

168. Пронаблюдайте за колебаниями в воздухе и воде подвешенного на нити тела. В чем разница этих колебаний и как она связана с превращениями энергии колеблющегося тела?

169. Какие виды механической энергии используют в гидравлических и ветряных двигателях?

170. Плотина Красноярской ГЭС подняла уровень Енисея на Какую работу совершает каждый кубический метр воды при падении с такой высоты?

Решение.

171. Используя решение предыдущей задачи, найдите примерное значение мощности турбины Красноярской ГЭС при расходе воды через турбину если ее

Решение. Мощность потока воды Мощность турбины