Номер 3, страница 70 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

3. Потенциальную энергию поднятого над Землей тела можно вычислить по формуле:

а) $E_\Pi = Fs;$

б) $E_\Pi = gmh;$

в) $E_\Pi = gm;$

г) $E_\Pi = \frac{mv^2}{2};$

д) $E_\Pi = \frac{A}{\Delta t}.$

Решение

Потенциальная энергия ($E_п$) тела, поднятого над поверхностью Земли, – это энергия, которая определяется взаимным положением тела и Земли и обусловлена их гравитационным притяжением. Она численно равна работе, которую совершит сила тяжести при падении тела с высоты $\text{h}$ на нулевой уровень. Чтобы поднять тело массой $\text{m}$ на высоту $\text{h}$, необходимо совершить работу против силы тяжести ($F_{тяж} = mg$), равную $A = F_{тяж} \cdot h = mgh$. Эта работа запасается в теле в виде потенциальной энергии. Следовательно, формула для вычисления потенциальной энергии имеет вид $E_п = mgh$.

Проанализируем предложенные варианты:

а) $E_п = Fs$. Это общая формула для вычисления механической работы $\text{A}$, совершаемой постоянной силой $\text{F}$ на пути $\text{s}$. Хотя потенциальная энергия связана с работой, эта формула не является определением именно потенциальной энергии в поле тяжести Земли.

б) $E_п = gmh$. Это правильная формула для вычисления потенциальной энергии тела. В ней учтены все величины, от которых зависит эта энергия: масса тела $\text{m}$, ускорение свободного падения $\text{g}$ и высота $\text{h}$ над нулевым уровнем.

в) $E_п = gm$. Это выражение ($\text{mg}$) является формулой для расчета силы тяжести, действующей на тело. Сила и энергия — это разные физические величины, имеющие разные единицы измерения.

г) $E_п = \frac{mv^2}{2}$. Это формула для кинетической энергии ($E_к$), которая характеризует энергию движущегося тела и зависит от его массы $\text{m}$ и скорости $\text{v}$, а не от его положения.

д) $E_п = \frac{A}{\Delta t}$. Это формула для вычисления мощности $\text{P}$. Мощность характеризует скорость совершения работы $\text{A}$ или преобразования энергии за промежуток времени $\Delta t$, но не является самой энергией.

Таким образом, единственно верная формула для расчета потенциальной энергии поднятого над Землей тела представлена в варианте б).

Ответ: б).