Lecția III.1.7 conține următoarele grupuri de exerciții:
III.1.7. Activități De Învățare Și De Autoevaluare
III.1.7. Probleme Întrebări
III.1.7. Probleme Recapitulative
III.1.7. Activitate Interdisciplinară
III.1.7. Test De Evaluare
Alege rezolvarea exercițiului:
Exercițiul 1 (gratuit)
Rezolvare scurtă
Figura III.24
\[ E_{mecanică} = E_c + E_{pg} \]Datorită frecării cu aerul:\[ E_{mecanică} \rightarrow Q \text{ (căldură)} + E_{lumină} \]Figura III.25
\[ E_{total} = E_c + E_p + Q = \text{constant} \]- Etapa 1: \( E_c = 0 \), \( E_p = E_{max} \), \( Q = 0 \) - Etapa 2: \( E_p \rightarrow E_c + Q \) - Etapa 3: \( E_c + E_p \) scade, \( Q \) crește - Etapa 4: \( E_c = 0 \), \( E_p = 0 \), \( Q = E_{total} \)Rezolvare detaliată
Interpretarea energetică a figurii III.24 (Meteoritul / Steaua căzătoare)
La intrarea în atmosfera Pământului, meteoritul posedă o energie mecanică uriașă, compusă din: - Energie cinetică (\( E_c \)), datorată vitezei foarte mari de deplasare; - Energie potențială gravitațională (\( E_{pg} \)), datorată altitudinii la care se află. Din cauza frecării intense cu straturile de aer ale atmosferei terestre, forțele de frecare efectuează un lucru mecanic rezistent. Astfel, energia mecanică se transformă în energie termică (căldură) și energie luminoasă, determinând aprinderea și arderea meteoritului prin incandescență.Interpretarea energetică a figurii III.25 (Skateboarderul pe rampă)
Imaginile din figura III.25 evidențiază transformarea energiei mecanice în căldură din cauza frecării: 1. Starea inițială (prima diagramă): În punctul cel mai înalt de pe pistă, skateboarderul se află în repaus momentan, având energie potențială maximă (\( E_p \)), energie cinetică nulă (\( E_c = 0 \)) și o cantitate nulă de căldură degajată. 2. În timpul mișcării (diagramele intermediare): Pe măsură ce se deplasează pe rampă, are loc o transformare continuă între energia potențială și energia cinetică (\( E_p \leftrightarrow E_c \)). Din cauza forțelor de frecare cu pista și cu aerul, o parte din energia mecanică se transformă continuu și ireversibil în căldură (energie termică). 3. Starea finală (ultima diagramă): După mai multe oscilații amortizate, skateboarderul se oprește la baza rampei (\( E_c = 0 \) și \( E_p = 0 \)). Întreaga energie mecanică inițială s-a transformat complet în căldură. 4. Conservarea energiei: Bara de culoare mov („Energia”) are aceeași înălțime în toate etapele, ceea ce ilustrează faptul că energia totală a sistemului se conservă: \[ E_{total} = E_c + E_p + Q = \text{constant} \]Rezolvare scurtă:
Figura III.24: \( E_c + E_{pg} \rightarrow Q + E_{\text{lumină}} \) (frecare cu atmosfera).
Figura III.25: \( E_{total} = E_c + E_p + Q = \text{ct.} \); inițial \( E_p = E_{max} \), pe parcurs \( E_p \leftrightarrow E_c \), iar final \( E_c = E_p = 0 \), toată energia transformându-se în căldură \( Q \).
