Номер 2, страница 123 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Закон сохранения полной механической энергии гласит, что в замкнутой системе тел, где действуют только консервативные силы (такие как сила тяжести и сила упругости), полная механическая энергия системы остается неизменной. Полная механическая энергия является суммой кинетической и потенциальной энергий: $E_{мех} = E_{к} + E_{п} = const$.

Однако этот закон не выполняется, если условия его применимости нарушаются. Это происходит в случаях, когда на тела системы действуют непотенциальные (неконсервативные) силы, работа которых приводит к изменению полной механической энергии.

Когда в системе присутствуют силы трения (например, трение скольжения между поверхностями) или силы сопротивления среды (например, сопротивление воздуха или воды), часть механической энергии переходит в другие формы, в основном во внутреннюю (тепловую) энергию. Эти силы называются диссипативными, поскольку они "рассеивают" механическую энергию. Работа сил трения $A_{тр}$ всегда отрицательна, что приводит к уменьшению полной механической энергии системы. Изменение механической энергии равно работе диссипативных сил: $\Delta E_{мех} = A_{тр}$.

При неупругом соударении тел их суммарная кинетическая энергия не сохраняется. Часть кинетической энергии расходуется на необратимую деформацию тел, их нагрев или излучение звуковых волн. В случае абсолютно неупругого удара, когда тела после столкновения движутся как одно целое, потеря механической энергии является максимальной. Таким образом, при любых неупругих взаимодействиях закон сохранения механической энергии не выполняется.

Если система не является замкнутой, и на нее действуют внешние силы, которые не являются потенциальными (например, сила тяги двигателя, толкающая сила со стороны человека), то механическая энергия системы изменяется. Изменение полной механической энергии равно работе $A_{внешн}$, совершенной этими силами: $\Delta E_{мех} = A_{внешн}$. Если работа внешних сил положительна, механическая энергия системы возрастает. Если работа отрицательна, механическая энергия убывает.

Важно отметить, что хотя механическая энергия в этих случаях не сохраняется, выполняется более общий закон — закон сохранения полной энергии. Он гласит, что энергия не исчезает и не возникает из ниоткуда, а лишь переходит из одной формы в другую (например, из механической во внутреннюю).

Ответ:

Закон сохранения механической энергии не выполняется, когда:
1. В системе действуют диссипативные силы, такие как сила трения или сила сопротивления среды, которые превращают механическую энергию в другие виды энергии (в основном, в тепловую).
2. Происходят неупругие соударения или деформации, в результате которых часть кинетической энергии переходит во внутреннюю энергию.
3. На систему действуют внешние непотенциальные силы, работа которых изменяет (увеличивает или уменьшает) полную механическую энергию системы.