Enerģijas saglabāšanas likums ir

Izglītība:

Savā ikdienas darbā cilvēkiizmanto dažādas enerģijas: siltuma, mehāniskās, kodolieroču, elektromagnētisko utt. Tomēr pagaidām mēs apsvērsim tikai vienu no tās formām - mehāniskām. Turklāt, ņemot vērā fizikas attīstības vēsturi, tas sākās ar mehāniskās kustības, spēku un darba pētījumu. Vienā no zinātnes veidošanas posmiem tika atklāts enerģijas saglabāšanas likums.

Apsverot mehāniskās parādības,kinētiskās un potenciālās enerģijas koncepcijas. Eksperimentāli ir konstatēts, ka enerģija neizzūd bez izsekojamības, no vienas sugas pārvēršas citā. Mēs varam pieņemt, ka tas, kas teikts vispārīgākajā veidā, nosaka mehāniskās enerģijas saglabāšanas likumu.

Pirmkārt, jāatzīmē, ka, kopumā, potenciālsun ķermeņa kinētisko enerģiju sauc par mehānisko enerģiju. Turklāt jāpatur prātā, ka kopējās mehāniskās enerģijas saglabāšanas likums ir spēkā, ja trūkst ārējas ietekmes un papildu zaudējumi rodas, piemēram, pārvarot pretestības spēkus. Ja tiek pārkāpta kāda no šīm prasībām, tad ar enerģijas izmaiņām rodas zaudējumi.

Vienkāršākais eksperiments, kas apstiprinaŠos robežnosacījumus var veikt visi vieni. Paceliet bumbu līdz augstumam un atbrīvojiet to. Pieskaroties grīdai, viņš lēciens un pēc tam atkal kritīs uz grīdas un atkal lec. Bet katru reizi viņa pieauguma augstums būs mazāks un mazāks, kamēr bumba nemainīsies uz grīdas.

Ko mēs redzam šajā pieredzē? Kad bumba ir stāvoša un augstumā, tai ir tikai potenciāla enerģija. Kad sākas kritiens, tam ir ātrums, un līdz ar to parādās kinētiskā enerģija. Bet, tā kā kritums samazinās, augstums, ar kuru sākas kustība, kļūst mazāks un attiecīgi tā potenciālā enerģija kļūst zemāka, t.i. tas pārvēršas kinētikā. Ja mēs veicam aprēķinus, mēs noskaidrosim, ka enerģijas vērtības ir vienādas, un tas nozīmē, ka enerģijas saglabāšanas likums ir izpildīts šādos apstākļos.

Tomēr šajā piemērā ir divi pārkāpumiiepriekš izveidoti nosacījumi. Bumba pārvietojas gaisā un ir izturīga pret to, kaut arī tā ir maza. Un enerģija tiek tērēta pretošanās pārvarēšanai. Turklāt bumba saduras ar grīdu un bounces, t.i. viņam rodas ārējs efekts, un tas ir otrais robežnosacījumu pārkāpums, kas nepieciešams, lai enerģijas saglabāšanas likums būtu derīgs.

Galu galā bumba lec būs apstājusies, un viņšpārtrauksies. Visa pieejamā sākotnējā enerģija tiks iztērēta, lai pārvarētu gaisa pretestību un ārējo ietekmi. Tomēr papildus enerģijas transformācijai darbs tiks veikts, pārvarot berzes spēkus. Tas izraisa ķermeņa sasilšanu. Bieži apkures vērtība nav ļoti nozīmīga, un to var noteikt tikai tad, ja to mēra ar precīziem instrumentiem, taču pastāv līdzīgas temperatūras izmaiņas.

Papildus mehāniskajam ir arī citi enerģijas veidi -gaisma, elektromagnētiska, ķīmiska viela. Tomēr attiecībā uz visām enerģijas šķirām ir taisnība, ka no vienas sugas pāreja uz otru var notikt un ka šādos pārveidojumos visu sugu kopējā enerģija paliek nemainīga. Tas ir apstiprinājums enerģijas taupības vispārējam raksturam.

Šeit mums jāņem vērā, ka enerģijas nodošana var nozīmēt tā nevajadzīgu zaudējumu. Ar mehāniskām parādībām to apliecina apkārtējās vides apkure vai mijiedarbojošas virsmas.

Tādējādi vienkāršākā mehāniskā parādībaļāva mums noteikt enerģijas saglabāšanas likumu un robežu nosacījumus, kas nodrošina tā īstenošanu. Tika konstatēts, ka tiek veikta enerģijas pārveidošana no esošās sugas uz citu un tiek atklāts likuma vispārējais raksturs.