Законът за опазване на енергията е в основата на

В ежедневните си дейности един човек използва много различни енергия: топлинна, механични, ядрени, електромагнитни и др. Засега обаче ще разгледаме само една от формите му - механични. Освен това, от гледна точка на историята на развитието на физиката, започна с изучаването механично движение, силите и работата. На един от етапите на формиране на науката беше открит законът за опазване на енергията.

Когато разглеждаме механичните явления, понятията кинетични и потенциална енергия. Експериментално е установено, че енергията не изчезва без следа, от един вид се превръща в друг. Можем да приемем, че това, което е казано в най-общата форма, посочва закона за опазване механична енергия.

Първо, следва да се отбележи, че накратко, потенциалът и кинетична енергия телата се наричат ​​механична енергия. Освен това е необходимо да се има предвид, че Законът за опазване пълна механична енергия То е валидно при липса на външно влияние и допълнителни загуби, причинени например от преодоляване на съпротивителните сили. Ако някое от тези изисквания бъде нарушено, то с промяната в енергията ще има загуби.

Най-простият експеримент, който потвърждава тези гранични условия, може да бъде направен от всички. Вдигнете топчето до височината и го освободете. Натискайки на пода, той ще скочи, а след това отново ще падне на пода, и отново ще скочи. Но всеки път, когато височината на неговото изкачване ще бъде все по-малко и по-малко, докато топката не замръзне неподвижно на пода.

Какво виждаме в този опит? Когато топката е неподвижна и на височина, тя има само потенциална енергия. Когато есента започва, тя има скорост и следователно кинетичната енергия се появява. Но с намаляването на падането, височината, с която е започнало движението, става по-малка и съответно нейната потенциална енергия става по-ниска, т.е. тя се превръща в кинетична. Ако извършим изчисленията, установихме, че енергийните стойности са равни, което означава, че законът за икономия на енергия е изпълнен при такива условия.

При такъв пример обаче има нарушения на две предварително установени условия. Топката се движи във въздуха и се устоява отстрани, макар и малка. И енергията се изразходва за преодоляване на съпротивата. Освен това топката се сблъсква с пода и отскача, т.е. той изпитва външен ефект и това е второто нарушение на граничните условия, които са необходими, за да бъде законът за опазване на енергията валиден.

В крайна сметка скоковете на топката ще спрат и той ще спре. Цялата налична първоначална енергия ще бъде изразходвана за преодоляване на въздушното съпротивление и външното въздействие. Освен това, в допълнение към преобразуването на енергията, ще се работи за преодоляване на фрикционните сили. Това ще доведе до нагряване на тялото. Често стойността на нагряване не е много важна и може да се определи само чрез измерване с точни инструменти, но съществува подобна промяна на температурата.

В допълнение към механичните, има и други видове енергоспестяващи, електромагнитни, химически. За всички разновидности на енергия обаче е вярно, че от един вид преход към друг може да възникне и че при такива трансформации общата енергия на всички видове остава постоянна. Това потвърждава общото естество на енергоспестяването.

Тук трябва да вземем предвид, че трансферът на енергия може да означава безполезна загуба. При механични явления това се доказва от нагряването на околната среда или взаимодействащите повърхности.

По този начин най-простият механичен феномен ни позволи да определим закона за опазване на енергията и граничните условия, които гарантират нейното изпълнение. Беше установено, че се извършва преобразуването на енергията от съществуващите видове в други и се разкрива общият характер на закона.