Номер 13, страница 6 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Да, тело может обладать внутренней энергией, но не иметь при этом механической энергии.

Для аргументации этого утверждения необходимо рассмотреть определения обоих видов энергии.

Внутренняя энергия ($\text{U}$) — это сумма кинетической энергии хаотического (теплового) движения частиц (атомов, молекул), из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия. Любое тело, температура которого выше абсолютного нуля ($T > 0 \text{ К}$), обладает внутренней энергией, поскольку его частицы всегда находятся в движении.

Механическая энергия ($E_{мех}$) — это сумма кинетической энергии движения тела как целого и его потенциальной энергии. Механическая энергия определяется по формуле: $E_{мех} = E_к + E_п$. Кинетическая энергия $E_к = \frac{mv^2}{2}$, где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{v}$ — его скорость как целого. Потенциальная энергия $E_п$ зависит от положения тела в поле сил (например, в поле тяготения $E_п = mgh$) или от его деформации.

Тело не будет обладать механической энергией ($E_{мех} = 0$), если и его кинетическая, и его потенциальная энергия равны нулю. Это возможно при одновременном выполнении двух условий. Во-первых, тело должно покоиться относительно выбранной системы отсчета, то есть его скорость $v = 0$, и тогда его кинетическая энергия $E_к = 0$. Во-вторых, тело должно находиться на условном нулевом уровне, для которого потенциальная энергия принимается равной нулю. Например, если тело лежит на поверхности Земли и мы принимаем эту поверхность за нулевой уровень высоты ($h=0$), то его гравитационная потенциальная энергия $E_п = 0$.

Рассмотрим пример: камень, лежащий на земле. Его скорость равна нулю ($v=0$), поэтому его кинетическая энергия $E_к=0$. Если принять уровень земли за нулевой уровень потенциальной энергии ($h=0$), то и его потенциальная энергия $E_п=0$. Таким образом, его полная механическая энергия $E_{мех} = 0$.

Однако атомы, из которых состоит камень, находятся в непрерывном тепловом движении (колеблются около положений равновесия в кристаллической решетке). Следовательно, камень обладает внутренней энергией, которая отлична от нуля, пока его температура выше абсолютного нуля.

Ответ: Да, может. Тело, покоящееся на нулевом уровне потенциальной энергии, имеет нулевую механическую энергию, но при этом обладает внутренней энергией, так как составляющие его частицы находятся в непрерывном тепловом движении (при температуре выше абсолютного нуля).