1. Сжатая на 3 см пружина пистолета выстреливает стальной шарик вертикально вверх на 15 см. Насколько увеличится высота полета шарика при сжатии пружины на 5 см? Считать, что вся энергия сжатой пружины передается шару.

2.

1. Приведите примеры механизмов, использующих при своей работе тепловую энергию. Укажите в каждом случае источник энергии, путь ее преобразования

2. Опишите самое простое строение паровой машины. Объясните принцип действия.

3. Расскажите о коком-либо приборе, устройстве, которое работает за счет тепловой энергии окружающей среды.

1. Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон сохранения механической энергии. При сжатии пружины, ее потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию шарика, который выпускается из пистолета. При подъеме шарика, его кинетическая энергия превращается обратно в потенциальную энергию. Таким образом, начальная энергия пружины равна конечной энергии шарика.

Изначально пружина сжата на 3 см, поэтому ее потенциальная энергия составляет Е1 = (1/2) * k * (0.03^2), где k - коэффициент упругости пружины.
Высота полета шарика составляет 15 см, поэтому его потенциальная энергия составляет Е2 = m * g * 0.15, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения.

При сжатии пружины на 5 см, ее потенциальная энергия составляет E1' = (1/2) * k * (0.05^2).
Нам нужно найти новую высоту полета шарика, поэтому высота должна составлять H' = ?

Используя законы сохранения энергии, мы можем записать:
E1 = E2 и E1' = E2'

(1/2) * k * (0.03^2) = m * g * 0.15
(1/2) * k * (0.05^2) = m * g * H'

Решим первое уравнение относительно высоты полета:
H = (1 / (m * g)) * (1/2) * k * (0.03^2) / (0.15)

Теперь заменим массу шарика на массу, найденную из первого уравнения:
H = (1 / ((k * (0.03^2) / (0.15)) * g)) * (1/2) * k * (0.03^2) / (0.15)

Упростим формулу:
H = (1 / 0.15) * (1/2) * (0.03^2) / (0.15) = (1/2) * (0.03^2)

Теперь заменим второй уравнение массу шарика на ту же массу:
H' = (1 / ((k * (0.05^2) / (0.15)) * g)) * (1/2) * k * (0.05^2) / (0.15)

Упростим формулу:
H' = (1/2) * (0.05^2) = 0.5 * 0.0025 = 0.00125

Таким образом, новая высота полета шарика при сжатии пружины на 5 см составляет 0.00125 м.

2. Вот несколько примеров механизмов, использующих тепловую энергию при своей работе:

- Электростанция: Большинство современных электростанций производят электроэнергию с помощью тепловой энергии, получаемой от сгорания ископаемых топлив (угле, газе, нефти). Источником энергии являются топливные залежи, а энергия преобразуется в электроэнергию с помощью турбин и генераторов.

- Водонагреватель: Водонагреватели работают за счет тепловой энергии, которая получается путем нагрева воды при помощи электрического нагревательного элемента или газового пламени.

- Мотор внутреннего сгорания: Автомобильный двигатель внутреннего сгорания автомобиля использует тепловую энергию, получаемую от сгорания топлива (бензина или дизельного топлива), для преобразования энергии в механическую работу.

- Паровой котел: Паровые котлы используются для производства пара при помощи нагревания воды. Пар используется для приведения в действие стационарных и мобильных машин, таких как паровые турбины, локомотивы, суда.

3. Примером прибора, использующего тепловую энергию окружающей среды, являются тепловые насосы. Тепловой насос - это устройство, которое использует принцип теплового обмена, чтобы перемещать теплоту из одного места в другое. Тепловые насосы могут использовать тепло из земли, воздуха или воды для обогрева или охлаждения зданий и приготовления горячей воды. Они работают на основе цикла Карно, который включает компрессию газа, десорбцию тепла, расширение газа и сорбцию тепла. Это позволяет тепловому насосу эффективно преобразовывать тепло из окружающей среды в использоваемую энергию.