Решение
Дано:
горизонтальный участок земли (нулевой уровень потенциальной энергии), мяч катится и тормозится силой трения
Найти:
изменение кинетической $E_k$ и потенциальной $E_p$ энергии — ?
⠀
Решение:
Примем горизонтальный участок земли за нулевой уровень потенциальной энергии. Высота мяча над этим уровнем не меняется, значит:
$$E_p = m g h = \text{const}$$
Потенциальная энергия не изменяется (цифра 3).
На мяч действуют сила тяжести $mg$ и нормальная реакция опоры (они компенсируют друг друга), а также сила трения, направленная против скорости. По второму закону Ньютона:
$$\vec{F}_{\text{тр}} = m \vec{a}$$
ускорение направлено против скорости — мяч тормозит, скорость уменьшается. Кинетическая энергия:
$$E_k = \frac{m v^2}{2}$$
При уменьшении скорости $v$ уменьшается и $E_k$ (цифра 2).
$$23$$
