Номер 454, страница 114 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Поскольку вопрос требует развернутого ответа с использованием физических формул, целесообразно оформить его в виде решения задачи.

Дано:

$V = 1 \text{ м}^3$ (объем воды)

$\rho$ — плотность воды

$v_{горн}$ — скорость течения в горной реке

$v_{равн}$ — скорость течения в равнинной реке

Найти:

Сравнить кинетическую энергию $E_{k,горн}$ и $E_{k,равн}$ для одного кубического метра воды в горной и равнинной реках.

Решение:

Кинетическая энергия тела рассчитывается по формуле:

$E_k = \frac{mv^2}{2}$

где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{v}$ — его скорость.

В данном случае мы рассматриваем одинаковый объем воды $V = 1 \text{ м}^3$. Масса этого объема воды определяется его плотностью $\rho$ по формуле $m = \rho V$. Так как плотность воды и объем в обоих случаях одинаковы, то и масса $\text{m}$ одного кубического метра воды в равнинной и горной реке будет одинаковой.

Из формулы кинетической энергии видно, что при одинаковой массе ее величина зависит от квадрата скорости ($E_k \propto v^2$). Следовательно, большей кинетической энергией будет обладать тот объем воды, который движется с большей скоростью.

Сравним скорости течения в равнинных и горных реках. Горные реки текут в местности с большим уклоном, что вызывает быстрое течение. Потенциальная энергия воды, обусловленная высотой, активно переходит в кинетическую. Скорость течения в них высокая ($v_{горн}$). Равнинные реки протекают по местности с малым уклоном, поэтому их течение спокойное и медленное ($v_{равн}$).

Таким образом, скорость течения в горной реке значительно больше, чем в равнинной: $v_{горн} > v_{равн}$.

Так как масса воды одинакова, а скорость в горной реке больше, то и кинетическая энергия кубического метра воды в горной реке будет больше, чем в равнинной: $E_{k,горн} > E_{k,равн}$.

Ответ: Каждый кубический метр воды обладает большей кинетической энергией в горной реке. Это связано с тем, что скорость течения воды в горных реках значительно выше, чем в равнинных, а кинетическая энергия при одинаковой массе прямо пропорциональна квадрату скорости.