Legile de conservare în mecanică

În instituțiile de învățământ, profesorii înțelepți îi spun studenților că există o lege de conservare în mecanică. Sensul său constă în faptul că energia într-un sistem închis nu poate dispărea în mod irevocabil, risipită pentru performanța oricărei lucrări. În astfel de procese, nu există o dispariție, ci o transformare a energiei de la un fel la altul. De exemplu: faceți clic pe comutator - iar becul electric clipește luminos. Contorul calculează în mod regulat energia consumată. Unde dispar? Este simplu: un curent electric nu funcționează, cu această energie este transformat în radiație și încălzire. Cu alte cuvinte, legile conservării în mecanică sunt relevante pentru orice dispozitiv mecanic (sau chiar electric - diferența este doar într-un fel de energie primordială și numele aceluiași fenomen). De fapt, legea conservării este un principiu fundamental, conform căruia trăiește întregul univers.

În primul rând, este necesar să se decidă ce este energia cinetică și potențială. Pur și simplu, prima este energia mișcării corpului, care caracterizează munca efectuată de corp. Și a doua este energia temporară nerealizată a sistemului de corpuri, determinată de natura interacțiunii și localizarea obiectelor în sistemul însuși. Este destul de natural ca termenul să provină din cuvântul latin care înseamnă "oportunitate". În mecanică, aceste două tipuri de energie se transformă una în alta.

Legile de conservare în mecanică funcționează după cum urmează. De exemplu, un obiect aruncat în sus în momentul primirii unui impuls are valoarea maximă a energiei cinetice. În consecință, viteza de mișcare este cea mai mare la momentul inițial. Treptat scade, pentru că energie cinetică este transformată într-una potențială. Drept urmare, obiectul încetinește și se oprește. Aceasta înseamnă că toate stocurile sale de energie pulsului inițial au fost transformate într-o potențială energie și acumulate în sistem. Mai mult, datorită acțiunii gravitaționale, obiectul începe să scadă. Energie potențială este convertită înapoi la cinetică. Nu este greu de ghicit că la momentul inițial al mișcării viteza este minimă, dar crește treptat, din moment ce crește valoarea energiei cinetice a sistemului. Trebuie remarcat faptul că în acest caz, în ciuda impactului din câmpul magnetic al Pământului (un impuls suplimentar), suma totală a energiilor sistemului rămâne neschimbată.

Pentru a înțelege mai bine legile de conservare în mecanică, este logic să vă întoarceți la propria experiență de viață. Desigur, ca un copil, toată lumea a scăpat o minge mică, dar masivă sau o minge obișnuită pe baza de metal. În același timp, el a sărit și a căzut din nou. Aceasta a fost repetată până când mișcarea a încetat în mod spontan. Și ce zici legea conservării energiei în mecanică? La urma urmei, logic, energia potențială a mingii care se încadrează trebuie transformată complet în cinetică și invers. Aproape "mișcare perpetuă". Este posibil ca, în acest caz, legile de conservare în mecanică să nu fie îndeplinite? De fapt, în această situație, sistemul este afectat de frecare cu privire la moleculele de aer și la deformările interne ale suprafeței și ale mingii. Aceștia își "fură" partea lor din energie, din cauza încetării treptate a balonului (apropo, prin urmare, în cadrul mecanicii clasice este imposibil să se creeze o mașină de mișcare perpetuă).

Universalitatea legilor de conservare ne permite să le folosim nu numai în calculele interacțiunii sistemelor macrocosmosului, ci și, parțial, în microcosmos. sau traiectoria mișcării, nici forma forțelor care acționează asupra sistemului nu afectează rezultatul - legile de conservare funcționează!