Στις καθημερινές του δραστηριότητες, οι άνθρωποιχρησιμοποιεί μια ποικιλία ενέργειας: θερμική, μηχανική, πυρηνική, ηλεκτρομαγνητική κ.λπ. Ωστόσο, προς το παρόν θα εξετάσουμε μόνο μια από τις μορφές της - μηχανική. Επιπλέον, από την άποψη της ιστορίας της ανάπτυξης της φυσικής, ξεκίνησε με τη μελέτη της μηχανικής κίνησης, των δυνάμεων και της εργασίας. Σε ένα από τα στάδια της διαμόρφωσης της επιστήμης, ανακαλύφθηκε ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας.
Κατά την εξέταση μηχανικών φαινομένων,έννοιες της κινητικής και της δυνητικής ενέργειας. Έχει διαπιστωθεί πειραματικά ότι η ενέργεια δεν εξαφανίζεται χωρίς ίχνος, από ένα είδος μετατρέπεται σε άλλο. Μπορούμε να υποθέσουμε ότι αυτό που έχει ειπωθεί με την πιο γενική μορφή δηλώνει το νόμο της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας.
Πρώτον, πρέπει να σημειωθεί ότι, συνοπτικά, το δυναμικόκαι η κινητική ενέργεια του σώματος ονομάζεται μηχανική ενέργεια. Περαιτέρω, πρέπει να έχουμε κατά νου ότι ο νόμος της διατήρησης της ολικής μηχανικής ενέργειας είναι έγκυρος ελλείψει εξωτερικής επιρροής και πρόσθετων απωλειών που προκαλούνται, για παράδειγμα, από την υπέρβαση των δυνάμεων αντίστασης. Αν κάποια από αυτές τις απαιτήσεις παραβιαστεί, τότε με μια αλλαγή στην ενέργεια, θα υπάρξουν απώλειες.
Το απλούστερο πείραμα που επιβεβαιώνειΑυτές οι οριακές συνθήκες μπορούν να πραγματοποιηθούν από όλους μόνο. Σηκώστε την μπάλα στο ύψος και αφήστε την. Κάνοντας το πάτωμα, θα πηδήσει και στη συνέχεια πάλι πέσει στο πάτωμα, και πάλι άλμα. Αλλά κάθε φορά που το ύψος της άνοδό του θα είναι όλο και λιγότερο, μέχρι η μπάλα να παγώσει ακίνητη στο πάτωμα.
Τι βλέπουμε σε αυτή την εμπειρία; Όταν η μπάλα είναι ακίνητη και σε ύψος, έχει μόνο δυνητική ενέργεια. Όταν ξεκινά η πτώση, έχει ταχύτητα και επομένως η κινητική ενέργεια εμφανίζεται. Όμως, καθώς μειώνεται η πτώση, το ύψος με το οποίο άρχισε η κίνηση γίνεται μικρότερο και, αντίστοιχα, η δυναμική του ενέργεια γίνεται χαμηλότερη, δηλ. μετατρέπεται σε κινητική. Αν εκτελέσουμε τους υπολογισμούς, διαπιστώνουμε ότι οι ενεργειακές αξίες είναι ίσες, πράγμα που σημαίνει ότι ο νόμος για την εξοικονόμηση ενέργειας ικανοποιείται υπό τέτοιες συνθήκες.
Ωστόσο, σε αυτό το παράδειγμα υπάρχουν παραβιάσεις δύοπροηγούμενες συνθήκες. Η μπάλα κινείται στον αέρα και αντιστέκεται από την πλευρά της, αν και μικρή. Και η ενέργεια δαπανάται για την υπέρβαση της αντίστασης. Επιπλέον, η μπάλα συγκρούεται με το πάτωμα και αναπηδά, δηλ. βιώνει μια εξωτερική επίδραση και αυτή είναι η δεύτερη παραβίαση των όρων που είναι απαραίτητες για να είναι έγκυρος ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας.
Στο τέλος, τα άλματα της μπάλας θα σταματήσουν, και αυτόςθα σταματήσει. Όλη η διαθέσιμη αρχική ενέργεια θα δαπανηθεί για να ξεπεραστεί η αντίσταση του αέρα και οι εξωτερικές επιπτώσεις. Ωστόσο, εκτός από τη μετατροπή της ενέργειας, θα γίνει εργασία για την υπέρβαση των δυνάμεων τριβής. Αυτό θα προκαλέσει το σώμα να ζεσταθεί. Συχνά, η τιμή θέρμανσης δεν είναι πολύ σημαντική και μπορεί να προσδιοριστεί μόνο όταν μετράται με ακριβή όργανα, αλλά υπάρχει παρόμοια αλλαγή θερμοκρασίας.
Εκτός από τη μηχανική, υπάρχουν και άλλοι τύποι ενέργειας -φως, ηλεκτρομαγνητική, χημική. Ωστόσο, για όλες τις ποικιλίες ενέργειας, είναι αλήθεια ότι από ένα είδος μπορεί να υπάρξει μετάβαση σε άλλη και ότι κάτω από τέτοιους μετασχηματισμούς η συνολική ενέργεια όλων των ειδών παραμένει σταθερή. Αυτό επιβεβαιώνει τη γενική φύση της εξοικονόμησης ενέργειας.
Εδώ πρέπει να λάβουμε υπόψη ότι η μεταφορά ενέργειας μπορεί να σημαίνει την άχρηστη απώλειά της. Με μηχανικά φαινόμενα, αυτό αποδεικνύεται από τη θέρμανση του περιβάλλοντος περιβάλλοντος ή των αλληλεπιδρώντων επιφανειών.
Έτσι, το απλούστερο μηχανικό φαινόμενομας επέτρεψε να καθορίσουμε τον νόμο της διατήρησης της ενέργειας και τις οριακές συνθήκες που εξασφαλίζουν την εφαρμογή της. Διαπιστώθηκε ότι πραγματοποιείται η μετατροπή της ενέργειας από το υπάρχον είδος σε οποιοδήποτε άλλο και αποκαλύπτεται ο γενικός χαρακτήρας του νόμου.
</ p>
