В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость, начинает скользить вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Как в процессе скольжения изменятся кинетическая и полная механическая энергия бруска?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
Брусок скользит вверх по наклонной плоскости с начальной скоростью; присутствует сила трения.
Найти:
Как меняются: А) кинетическая энергия; Б) полная механическая энергия.
⠀
Решение:
А) Брусок поднимается вверх и тормозится силой тяжести (вдоль склона) и силой трения. Скорость уменьшается, а
$$E_k = \dfrac{m v^2}{2}$$
значит, кинетическая энергия уменьшается.
Б) Полная механическая энергия меняется на работу неконсервативных сил (сила трения):
$$\Delta E_{полн} = A_{тр} \lt 0$$
Сила трения направлена против скорости, её работа отрицательна, значит, полная механическая энергия уменьшается (часть энергии переходит во внутреннюю — нагрев).
Вывод: А — уменьшается (2); Б — уменьшается (2). Итог: 22.
