Zaščitni zakoni v mehaniki

V izobraževalnih ustanovah pametni učitelji svojim učencem povedo, da v mehaniki obstaja zakon o ohranjanju. Njen pomen je v tem, da energija v zaprtem sistemu ne more nepreklicno izginiti, zapravljati se na uspešnost vsakega dela. V takih procesih ni izginotja, temveč pretvorbe energije ene vrste v drugo. Na primer: kliknite stikalo - in žarnica utripa svetlo. Merilnik redno izračuna porabljeno energijo. Kje izgine? To je preprosto: električni tok deluje, z to energijo se pretvori v sevanje in ogrevanje. Z drugimi besedami, zakoni ohranjanja v mehaniki so pomembni za vsako mehansko napravo (ali celo električno - razlika je le v nekakšni prvotni energiji in imenu istega pojava). Dejansko je zakon ohranjanja temeljno načelo, v skladu s katerim živi celotno vesolje.

Najprej je treba odločiti, kaj je kinetično in potencialno energijo. Preprosto povedano, prva je energija gibanja telesa, ki karakterizira delo, ki ga opravlja telo. In druga je začasno nerealizirana energija sistema teles, določena z naravo interakcije in lokacije predmetov v samem sistemu. Naravno je, da izraz izhaja iz latinske besede, ki pomeni "priložnost". V mehaniki se ti dve energiji pretvorita v drugo.

Ohranjevalni zakoni v mehaniki delujejo na naslednji način. Na primer, predmet, ki se v trenutku sprejema impulza vrne navzgor, ima največjo vrednost kinetične energije. Zato je hitrost njegovega gibanja najvišja v začetnem trenutku. Postopoma se zmanjšuje, ker kinetična energija se preoblikuje v potencialno. Posledično se objekt upočasni in ustavi. To pomeni, da se je vse njegove zaloge začetne pulzne energije pretvorile v potencialno energijo in se nabrale v sistemu. Nadalje, zaradi gravitacijskega delovanja, objekt začne padati. Potencialna energija se pretvori v kinetično. Ni težko uganiti, da je v začetnem trenutku gibanja minimalna hitrost, vendar se postopoma povečuje, saj se vrednost kinetične energije sistema poveča. Treba je opozoriti, da v tem primeru kljub vplivu zemeljskega magnetnega polja (dodatni impulz), skupna vsota energije sistema ostane nespremenjena.

Da bi bolje razumeli zakone o varovanju v mehaniki, je smiselno, da se obrnete na lastne življenjske izkušnje. Prav gotovo, kot otrok, je vsakdo padel majhno, a masivno žogo ali navaden krog na kovinski podlagi. Ob istem času je skočil in spet padel. To je bilo ponovljeno, dokler gibanje ni spontano prenehalo. In kaj? zakon o varstvu energije v mehaniki? Konec koncev, logično je treba potencialno energijo padajoče kroglice popolnoma spremeniti v kinetično in obratno. Skoraj "večni gib". Ali je možno, da v tem primeru niso ohranjeni zakoni o varstvu v mehaniki? Pravzaprav v tem primeru na sistem vpliva trenje okoli molekul zraka in notranjih deformacij površine in kroglice. Tisti, ki "ukradejo" svoj del energije, zaradi tega, kar lopa postopoma preneha bikovati (mimogrede, v okviru klasične mehanike je nemogoče ustvariti stroj za stalno gibanje).

Univerzalnost zakonov o ohranjanju nam omogoča, da jih uporabljamo ne le pri izračunih interakcij sistemov makrokozmosa, temveč tudi delno v mikrokosmosu. Niti potek gibanja, niti oblika sile, ki deluje na sistem, ne vpliva na zakone o ohranjanju rezultatov!