Zakon ohranjanja energije je osnova

Pri vsakodnevnih dejavnostih oseba uporablja zelo drugačne energija: toplotna, mehanski, jedrski, elektromagnetni itd. Vendar pa bomo zaenkrat upoštevali le eno od njegovih oblik - mehanično. Še več, z vidika zgodovine razvoja fizike se je začelo s študijem mehansko gibanje, sile in delo. Na enem od stopenj oblikovanja znanosti je bil odkrit zakon o ohranjanju energije.

Pri preučevanju mehanskih pojavov, pojmov kinetičnih in potencialna energija. Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da energija ne izgine brez sleda, iz ene vrste se spremeni v drugo. Predpostavljamo, da je tisto, kar je bilo rečeno v najbolj splošni obliki, zapisano v zakonu o ohranjanju mehanična energija.

Najprej je treba opozoriti, da se potencialno in kinetična energija telesa se imenujejo mehanična energija. Nadalje je treba upoštevati, da je ohranitveno pravo popolna mehanska energija Velja v odsotnosti zunanjega vpliva in dodatnih izgub, ki so bile na primer povzročene s premagovanjem upornih sil. Če je katera koli od teh zahtev kršena, se s spremembo v energiji pojavijo izgube.

Najenostavnejši poskus, ki potrjuje te mejne pogoje, lahko naredi vsakdo. Dvignite žogo na višino in jo spustite. Če pritisnemo na tla, bo skočil in spet padel na tla in znova skočil. Toda vsakič, ko bo višina njegovega vzpona manj in manj, dokler se žoga ne zamrzne na tleh.

Kaj vidimo v tej izkušnji? Ko je krogla mirujoča in na višini, ima le potencialno energijo. Ko se začne padec, ima hitrost, zato se pojavi kinetična energija. Toda, ko se padec zmanjša, se višina, s katero se je začelo gibanje, zmanjša in s tem postane njegova potencialna energija nižja, tj. se spremeni v kinetično. Če izvedemo izračune, ugotovimo, da so energijske vrednosti enake, kar pomeni, da je zakon o ohranjanju energije v takšnih pogojih izpolnjen.

Vendar pa v takšnem primeru obstajajo kršitve dveh predhodno določenih pogojev. Žoga se premika v zraku in se upira s svoje strani, čeprav majhna. In energija se porabi za premagovanje upora. Poleg tega se kroglica trči s tlemi in odbija, npr. doživlja zunanji učinek, in to je druga kršitev mejnih pogojev, ki so potrebni za veljavnost zakona o ohranjanju energije.

Sčasoma se bodo skoki žoge ustavili in se bo ustavil. Vsa razpoložljiva začetna energija bo porabljena za premagovanje zračne upornosti in zunanjega vpliva. Vendar pa bo poleg preoblikovanja energije opravljeno delo tudi pri premagovanju trenja. To bo povzročilo, da se telo segreje. Pogosto ogrevalna vrednost ni zelo pomembna in jo je mogoče določiti samo z merjenjem z natančnimi instrumenti, vendar obstaja podobna sprememba temperature.

Poleg mehanskih, obstajajo tudi druge vrste energije - lahka, elektromagnetna, kemična. Vendar pa je za vse sorte energije res, da lahko iz ene vrste pride do prehoda v drugega in da pri takih transformacijah skupna energija vseh vrst ostane nespremenjena. To je potrditev splošne narave varčevanja z energijo.

Pri tem moramo upoštevati, da lahko prenos energije pomeni njeno neuporabno izgubo. Z mehanskimi pojavi to dokazujejo ogrevanje okoliškega okolja ali interaktivnih površin.

Tako je najpreprostejši mehanski pojav omogočil določitev zakona o ohranjanju energije in mejnih pogojev, ki zagotavljajo njeno izvajanje. Ugotovljeno je bilo, da se izvede pretvorba energije iz obstoječe vrste v katero koli drugo in se razkrije splošni značaj zakona.