В кубическом аквариуме находится массивная тонкостенная прямоугольная коробка. В дне коробки сделали маленькое отверстие, и после этого она наполнилась водой и утонула. Как изменилась потенциальная энергия механической системы, состоящей из воды и коробки?

1. не изменилась
2. увеличилась
3. уменьшилась
4. могла как увеличиться, так и уменьшиться

Как это связано с законом сохранения энергии?

Физика 11 класс Законы сохранения энергии потенциальная энергия механическая система закон сохранения энергии аквариум коробка утопление вода физика 11 класс Новый

Давайте разберем ситуацию с аквариумом и коробкой, чтобы понять, как изменилась потенциальная энергия механической системы.

Потенциальная энергия системы зависит от высоты объектов относительно выбранного уровня. В данном случае у нас есть:

• Коробка, которая раньше плавала на поверхности воды, но после того как в ней появилось отверстие, она наполнилась водой и утонула.
• Вода в аквариуме, уровень которой остается практически неизменным, если только не произойдет значительное изменение объема.

Когда коробка была пустой, она имела определённую потенциальную энергию, находясь на поверхности воды. После того как она наполнилась водой и утонула, её высота относительно дна аквариума уменьшилась. Это значит, что:

1. Потенциальная энергия коробки уменьшилась, так как она опустилась на дно аквариума.
2. Потенциальная энергия воды в аквариуме не изменилась существенно, так как уровень воды остался примерно на том же уровне.

Таким образом, потенциальная энергия механической системы в целом уменьшилась, поскольку уменьшилась потенциальная энергия коробки, а вода не добавила значительного вклада в эту энергию.

Теперь, что касается закона сохранения энергии: он гласит, что в замкнутой системе энергия не может быть создана или уничтожена, а только преобразована из одной формы в другую. В данном случае, когда коробка утонула, её потенциальная энергия преобразовалась, и система в целом потеряла часть потенциальной энергии, что соответствует закону сохранения энергии.

Таким образом, ответ на ваш вопрос: потенциальная энергия механической системы уменьшилась.