Номер 5, страница 123 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Да, оба этих случая возможны, но только для неконсервативных систем, то есть систем, в которых полная механическая энергия тела не сохраняется. Полная механическая энергия тела $\text{E}$ является суммой его кинетической энергии $E_k$ и потенциальной энергии $E_p$:

$E = E_k + E_p$

Изменение полной механической энергии $\Delta E$ равно работе $A_{неконс}$ неконсервативных сил (таких как сила тяги или сила трения), действующих на тело:

$\Delta E = \Delta E_k + \Delta E_p = A_{неконс}$

В консервативной (замкнутой) системе, где $A_{неконс} = 0$, одновременное увеличение или уменьшение обеих составляющих энергии невозможно, так как рост одной вызывает уменьшение другой. Рассмотрим случаи для неконсервативных систем.

Одновременное увеличение

Кинетическая и потенциальная энергия тела могут одновременно увеличиваться, если работа внешних неконсервативных сил положительна ($A_{неконс} > 0$). Это означает, что эти силы сообщают телу дополнительную энергию извне.

Пример: ракета, стартующая вертикально с поверхности Земли. Сила тяги двигателей совершает положительную работу. В результате скорость ракеты растёт, что ведёт к увеличению её кинетической энергии ($E_k = \frac{mv^2}{2}$). Одновременно ракета набирает высоту, что приводит к увеличению её потенциальной энергии в гравитационном поле Земли ($E_p = mgh$).

Ответ: Да, могут, если на тело действуют внешние силы (например, сила тяги), совершающие положительную работу.

Одновременное уменьшение

Кинетическая и потенциальная энергия тела могут одновременно уменьшаться, если работа неконсервативных сил отрицательна ($A_{неконс} < 0$). В этом случае механическая энергия тела расходуется, как правило, превращаясь во внутреннюю энергию (тепло) из-за действия диссипативных сил.

Пример: парашютист на этапе торможения после раскрытия парашюта. Его высота над землей уменьшается, следовательно, уменьшается его потенциальная энергия ($E_p$). В то же время, из-за большой силы сопротивления воздуха его скорость падает до терминальной, а значит, уменьшается и его кинетическая энергия ($E_k$). Работа силы сопротивления воздуха отрицательна, и механическая энергия переходит в тепло.

Ответ: Да, могут, если на тело действуют диссипативные силы (например, сила трения или сопротивления воздуха), совершающие отрицательную работу.