Номер 489, страница 124 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Решение

При качании девочки на качелях происходят непрерывные взаимные превращения двух видов механической энергии: потенциальной и кинетической. Механическая энергия системы "девочка-качели" является суммой этих двух энергий: $E = E_п + E_к$.

1. В крайних верхних точках траектории, где качели на мгновение останавливаются, чтобы изменить направление движения, высота подъема $\text{h}$ над самым нижним положением максимальна, а скорость $\text{v}$ равна нулю. Следовательно, в этих точках потенциальная энергия, зависящая от высоты ($E_п = mgh$), максимальна, а кинетическая энергия, зависящая от скорости ($E_к = \frac{mv^2}{2}$), равна нулю.

2. Во время движения вниз, от верхней точки к положению равновесия (нижней точке), высота $\text{h}$ уменьшается, а скорость $\text{v}$ увеличивается. В результате этого потенциальная энергия превращается в кинетическую.

3. В самой нижней точке траектории (положение равновесия) высота $\text{h}$ минимальна (ее можно принять за нулевой уровень), а скорость $\text{v}$ достигает своего максимального значения. В этот момент потенциальная энергия $E_п$ минимальна (равна нулю), а кинетическая энергия $E_к$ максимальна.

4. При движении вверх от нижней точки к противоположной крайней верхней точке, скорость $\text{v}$ уменьшается, а высота $\text{h}$ увеличивается. Происходит обратный процесс: кинетическая энергия превращается в потенциальную.

Этот цикл взаимных превращений энергии повторяется с каждым качанием. В реальных условиях из-за сил трения в подвесе качелей и сопротивления воздуха часть механической энергии постоянно переходит во внутреннюю (тепловую) энергию, поэтому для поддержания качания необходимо прикладывать дополнительную силу (раскачиваться).

Ответ:

При качании на качелях происходит периодическое превращение потенциальной энергии в кинетическую (при движении вниз к положению равновесия) и обратное превращение кинетической энергии в потенциальную (при движении вверх к крайним точкам).