§ 60. Превращение механической энергии одного вида в другой. — Задание 41 — 1 — стр. 205

Для проверки закона сохранения энергии можно провести следующий эксперимент.

1. Подготовка наклонной плоскости:
- Сделайте наклонную плоскость, например, из кабель-канала.
- Установите её так, чтобы один конец был приподнят на высоту \( h \), а другой касался земли.
- Убедитесь, что наклонная плоскость достаточно гладкая, чтобы минимизировать трение.

2. Измерение высоты и длины наклонной плоскости:
- Измерьте высоту \( h \) верхней точки плоскости относительно основания.
- Измерьте длину наклонной плоскости \( l \).

3. Проведение эксперимента:
- Положите брусок в верхней точке наклонной плоскости и отпустите его, не прилагая дополнительных усилий.
- Зафиксируйте время \( t \), за которое брусок скатится по наклонной плоскости до основания. Это можно сделать с помощью секундомера.

4. Расчёт скорости у основания:
- Определите скорость \( v \) бруска у основания по формуле:
\[
v = \frac{2l}{t}
\]

5. Сравнение потенциальной и кинетической энергий:
- Найдите потенциальную энергию \( E_{\text{пот}} \) бруска в верхней точке, используя формулу:
\[
E_{\text{пот}} = mgh
\]
где \( m \) — масса бруска, \( g \) — ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²).

- Рассчитайте кинетическую энергию \( E_{\text{кин}} \) бруска в нижней точке с использованием формулы:
\[
E_{\text{кин}} = \frac{mv^2}{2}
\]

6. Анализ результатов:
- Сравните величины \( mgh \) и \( \frac{mv^2}{2} \).
- Если трение незначительно, потенциальная энергия в верхней точке должна быть приблизительно равна кинетической энергии в нижней точке, что подтверждает закон сохранения энергии.

Вывод:
При незначительном влиянии сил трения и других внешних воздействий потенциальная энергия, которую имел брусок на высоте \( h \), полностью преобразуется в кинетическую энергию у основания наклонной плоскости. Это подтверждает закон сохранения энергии, согласно которому полная механическая энергия в замкнутой системе остаётся постоянной.

Обсудите результаты с одноклассниками и учителем. Если были заметные отклонения (например, из-за трения), можно отметить, что часть энергии была затрачена на преодоление трения и преобразована в тепловую энергию.