Номер 490, страница 124 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Решение

При прыжках мальчика на батуте происходят циклические превращения различных видов механической энергии. Рассмотрим полный цикл этих превращений.

1. Движение вниз (падение на батут). Находясь в наивысшей точке, мальчик обладает максимальной потенциальной энергией ($E_п$). При движении вниз его высота уменьшается, а скорость растет. Следовательно, потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию ($E_к$).

2. Контакт с батутом и его деформация. Когда мальчик приземляется на батут, его скорость начинает уменьшаться, а сетка батута — прогибаться. Кинетическая энергия мальчика (а также его уменьшающаяся потенциальная энергия) переходит в потенциальную энергию упругой деформации батута ($E_{упр}$). В самой нижней точке прогиба скорость мальчика становится равной нулю, его кинетическая энергия обнуляется, а потенциальная энергия батута достигает своего максимума.

3. Распрямление батута (толчок вверх). Упругая сила натянутого батута начинает выталкивать мальчика вверх. Потенциальная энергия упругой деформации батута ($E_{упр}$) переходит обратно в кинетическую энергию ($E_к$) и потенциальную энергию ($E_п$) мальчика. Его скорость и высота начинают увеличиваться.

4. Полет вверх. После отрыва от батута мальчик движется вверх по инерции. Во время этого полета его скорость уменьшается, а высота увеличивается. Происходит превращение кинетической энергии в потенциальную. В наивысшей точке траектории скорость мальчика на мгновение становится равной нулю, его кинетическая энергия минимальна (равна нулю, если движение строго вертикальное), а потенциальная энергия — максимальна. После этого цикл начинается заново.

Таким образом, происходит постоянный обмен между тремя видами механической энергии: потенциальной энергией тела в поле тяжести, кинетической энергией тела и потенциальной энергией упругой деформации батута.

Ответ:

Во время прыжков на батуте происходят следующие взаимные превращения видов механической энергии: потенциальной энергии тела ($E_п = mgh$), его кинетической энергии ($E_к = \frac{mv^2}{2}$) и потенциальной энергии упруго деформированного батута ($E_{упр}$).

Цикл превращений можно описать так:

1. При движении вниз (падение): потенциальная энергия тела превращается в кинетическую ($E_п \rightarrow E_к$).

2. При взаимодействии с батутом (прогиб): кинетическая и потенциальная энергия тела превращаются в потенциальную энергию упругой деформации батута ($E_к + E_п \rightarrow E_{упр}$).

3. При отталкивании от батута (распрямление): потенциальная энергия упругой деформации батута превращается в кинетическую и потенциальную энергию тела ($E_{упр} \rightarrow E_к + E_п$).

4. При движении вверх (полет): кинетическая энергия тела превращается в его потенциальную энергию ($E_к \rightarrow E_п$).