Физика 7 класс учебник Перышкин, Иванов - страница 205

   Наибольший вклад в энергию вылетающей из лука стрелы вносит тетива.
   Обоснование:
   Функция тетивы. При натяжении тетива накапливает потенциальную энергию упругой деформации. При отпускании она передаёт эту энергию стреле, преобразуя её в кинетическую энергию движения.
   Роль корпуса лука. Корпус (плечи лука) тоже накапливает энергию при изгибе, но его основная функция — обеспечить упругость и возврат в исходное положение. Он служит опорой для тетивы и помогает эффективно накапливать энергию, но не передаёт её напрямую стреле.
   Эффективность передачи энергии. Большая часть энергии, сообщённой стреле, поступает непосредственно от тетивы в момент её распрямления. Корпус лишь косвенно участвует в этом процессе, создавая условия для накопления энергии в тетиве.

   Колебания шарика на нити демонстрируют классический пример превращения энергии. В крайних положениях, когда шарик достигает максимальной высоты, вся его энергия сосредоточена в виде потенциальной энергии (E_п = mgh), поскольку скорость в этот момент равна нулю.
   Когда шарик начинает двигаться к центру, его высота уменьшается, что приводит к снижению потенциальной энергии. Эта «потерянная» потенциальная энергия трансформируется в кинетическую энергию (E_к = mv²/2), которая растет по мере увеличения скорости.
   В самой нижней точке траектории, где высота минимальна, вся начальная потенциальная энергия полностью преобразуется в максимальную кинетическую энергию.
   Далее, при движении вверх к противоположной крайней точке, шарик замедляется, и его кинетическая энергия вновь превращается в потенциальную.
   Этот цикл повторяется, пока трение о воздух и в точке подвеса не начнет постепенно уменьшать общую энергию системы, преобразуя ее во внутреннюю энергию (тепло), что и вызывает затухание колебаний.

   Цель: убедиться, что потенциальная энергия тела на вершине наклонной плоскости примерно равна его кинетической энергии у основания (с учётом потерь на трение).

   Ход работы:
1. Соберите установку: кабель канал закрепите под углом так, чтобы брусок начинал скользить самостоятельно.
2. Измерьте высоту h верхнего края плоскости и её длину l.
3. Запустите брусок и измерьте время t его движения до основания. Повторите несколько раз для точности.
4. Рассчитайте скорость у основания по формуле: v = 2l/t
5. Вычислите:
    gh (характеризует начальную потенциальную энергию);
    υ²/2 (характеризует кинетическую энергию у основания).
6. Сравните значения gh и υ²/2

    Ожидаемые результаты и вывод:
• Если бы трение отсутствовало, gh и υ²/2 были бы равны.
• На практике υ²/2 < gh из за потерь энергии на преодоление трения и сопротивления воздуха.
• Чем меньше трение (гладкая плоскость, обтекаемая форма бруска), тем ближе значения.

    Вывод: закон сохранения механической энергии выполняется приближённо. Разница между gh и υ²/2 показывает долю энергии, перешедшей во внутреннюю.

   Маятник накапливает потенциальную энергию при подъёме, затем опускается, преобразуя её в кинетическую (поступательного и вращательного движения). В нижней точке нити наматываются на ось, и маятник поднимается вверх, но на меньшую высоту.
   Энергия расходуется на преодоление трения в оси и о воздух, внутреннее трение в нитях при их скручивании / раскручивании, звуковые волны (слабый шум при движении).
   Первоначальная механическая энергия постепенно переходит во внутреннюю энергию системы (нагрев нитей, оси, окружающего воздуха).