Zákon o zachování energie je základem

Ve své každodenní činnosti se člověk velmi odlišuje energie: tepelná, mechanické, jaderné, elektromagnetické, atd. Prozatím však budeme zvažovat pouze jednu z jejích forem - mechanickou. Navíc z pohledu historie vývoje fyziky začal studiem mechanický pohyb, síly a práce. Na jedné z fází tvorby vědy byl objeven zákon zachování energie.

Při zvažování mechanických jevů jsou pojmy kinetické a potenciální energie. Bylo experimentálně zjištěno, že energie nezmizí bez stopy, z jednoho druhu se mění na jinou. Můžeme předpokládat, že to, co bylo řečeno v nejobecnější formě, uvádí zákon zachování mechanická energie.

Zaprvé je třeba poznamenat, že v souhrnu potenciál a kinetické energie těla se nazývají mechanická energie. Dále je třeba mít na paměti, že zákon o ochraně plná mechanická energie Platí při nepřítomnosti vnějšího vlivu a dalších ztrát způsobených například překonáním odporových sil. Je-li některá z těchto požadavků porušena, pak se změnou v energii dojde ke ztrátám.

Nejjednodušší experiment, který potvrzuje tyto hraniční podmínky, může udělat každý. Zvedněte míč do výšky a uvolněte jej. Udeříte na podlahu, skáče a pak opět spadne na podlahu a znovu skáče. Ale pokaždé, když jeho výška stoupá, bude stále méně a méně, dokud nebude míč zamrzlý na podlaze.

Co vidíme v této zkušenosti? Když je míč stacionární a ve výšce, má jen potenciální energii. Když začne pád, má rychlost a proto se objevuje kinetická energie. Když však pád klesá, výška, s níž se pohyb začal, stává menší a odpovídajícím způsobem se jeho potenciální energie stává nižší, tj. to se změní na kinetickou. Pokud provádíme výpočty, zjistíme, že energetické hodnoty jsou stejné, což znamená, že zákon o zachování energie je za takových podmínek uspokojen.

V takovém příkladu se však jedná o porušení dvou dříve stanovených podmínek. Ples se pohybuje ve vzduchu a je odolný od jeho strany, i když malý. A energie se vynakládá na překonání odporu. Kromě toho se míč srazí s podlahou a skáče, tj. prožívá vnější efekt a je to druhé porušení hraničních podmínek, které jsou nezbytné pro to, aby zákon o zachování energie byl platný.

Nakonec skoky míče zastaví a zastaví se. Všechny dostupné počáteční energie budou vynaloženy na překonání odporu vzduchu a vnějšího nárazu. Kromě přeměny energie se však bude pracovat na překonání třecích sil. To způsobí, že se tělo zahřeje. Tepelná hodnota často není příliš významná a lze ji určit pouze měřením přesnými nástroji, ale podobná změna teploty existuje.

Kromě mechanických jsou i jiné druhy energie - lehké, elektromagnetické, chemické. Nicméně pro všechny druhy energie je pravda, že od jednoho druhu přechod k druhému může nastat a že za takových transformací zůstává celková energie všech druhů konstantní. To je potvrzení obecné povahy ochrany energie.

Zde musíme vzít v úvahu, že přenos energie může znamenat jeho zbytečnou ztrátu. U mechanických jevů to dokazuje ohřívání okolního prostředí nebo interakčních ploch.

Takže nejjednodušší mechanický jev nám umožnil určit zákon zachování energie a hraniční podmínky, které zajišťují její realizaci. Bylo zjištěno, že se přeměňuje energie z existujícího druhu na jiné, a je odhalena obecná povaha práva.