Zákony zachování v mechanice

Ve vzdělávacích institucích moudří učitelé říkají svým studentům, že existuje zákon o ochraně v mechanice. Jeho smysl spočívá ve skutečnosti, že energie v uzavřeném systému nemůže neodvolatelně zmizet, zbytečně ztrácí výkon jakékoli práce. V takových procesech neexistuje zmizení, nýbrž transformace energie jednoho druhu do druhého. Například: klikněte na přepínač - a elektrická žárovka bliká jasně. Měřič pravidelně počítá vynaloženou energii. Kde zmizí? Je to jednoduché: s elektrickým proudem pracuje tuto energii je převedena na záření a vytápění. Jinými slovy, zákony zachování v mechaniky jsou relevantní pro jakékoliv mechanické zařízení (nebo dokonce elektrické - rozdíl je pouze v jakési prapůvodní energii a jména stejného jevu). Ve skutečnosti je zákon zachování základním principem, podle kterého žije celý vesmír.

Především je nutné rozhodnout, co je kinetické a potenciální energie. Jednoduše řečeno, první je energie těla hnutí, která charakterizuje práci vykonávanou tělem. A druhá je dočasně nerealizovaná energie systému těl, určená povahou interakce a umístěním objektů v samotném systému. Je zcela přirozené, že termín pochází z latinského slova, což znamená "příležitost". V mechanice se tyto dva druhy energie přeměňují jedna na druhou.

Zákony o ochraně v mechanice fungují následovně. Například objekt, který je hozen v okamžiku přijetí impulsu, má maximální hodnotu kinetické energie. Proto je rychlost jeho pohybu nejvyšší v počátečním okamžiku. Postupně se snižuje, protože kinetické energie je přeměněna na potenciální. V důsledku toho se objekt zpomaluje a zastaví. To znamená, že veškeré zásoby počáteční impulzní energie byly transformovány do potenciální energie a nahromaděny v systému. Dále, kvůli gravitační akci, objekt začíná klesat. Potenciální energie je převeden zpět na kinetické. Není těžké odhadnout, že v počátečním okamžiku pohybu je rychlost minimální, ale postupně se zvyšuje, protože se zvyšuje hodnota kinetické energie systému. Je třeba poznamenat, že v tomto případě i přes dopad magnetického pole Země (další impuls), celkový součet energií systému zůstává nezměněn.

Chcete-li lépe porozumět ochranným zákonům v mechaniky, má smysl obrátit se na vlastní životní zkušenost. Jistě, jako dítě, všichni upustili na kovovou základnu malou, ale masivní míč nebo běžnou kouli. Současně vyskočil a znovu padl. To se opakovalo, dokud hnutí přestalo spontánně. A co takhle zákon o zachování energie v mechanice? Koneckonců, logicky musí být potenciální energie padací koule plně transformována na kinetickou a naopak. Téměř "věčný pohyb". Je možné, že v tomto případě nejsou zákony na zachování v mechanice splněny? Ve skutečnosti je v této situaci systém ovlivněn třením o molekulách vzduchu a vnitřních deformacích povrchu a koule. Právě oni "ukrádají" svou část energie, protože míč postupně přestává odrážet (mimochodem, v rámci klasické mechaniky je nemožné vytvořit věčný pohybový stroj).

Univerzálnost zákonů zachování nám umožňuje používat je nejen ve výpočtech vzájemného působení systémů makrokosmu, ale také částečně v mikrokosmu. Ani trajektorie pohybu, ani forma sil působící na systém nemá vliv na výsledek - zákony na zachování práce fungují!