חוקי שימור במכניקה

במוסדות חינוך, מורים נבוניםאומרים לתלמידיהם שיש חוק שימור במכניקה. משמעותה נעוצה בעובדה האנרגיה במערכת סגורה לא יכולה להיעלם לתמיד, מבזבז לבצע כל עבודה. בתהליכים כאלה אין היעלמות, ואת המרת אנרגיה של ממין אחד למשנהו. לדוגמה: לחץ על המתג - והנורה החשמלית מהבהבת. המונה מחשב באופן קבוע את האנרגיה שהושקעה. לאן הוא נעלם? זה פשוט: זרם חשמלי עובד, בעוד האנרגיה הופכת קרינה וחימום. במילים אחרות, חוקי השימור במכניקה רלוונטי עבור כל מכשיר מכני (או חשמלי - ההבדל היחיד הוא השם אנרגיה ומינים המקורי של אותה תופעה). למעשה, חוק השימור הוא עקרון יסוד, לפיה כל היקום חי.

קודם כל, יש צורך להחליט מהאנרגיה קינטית ואנרגיה פוטנציאלית. במילים פשוטות, הראשונה היא האנרגיה של תנועת הגוף, המאפיינת את העבודה המבוצעת על ידי הגוף. והשני הוא האנרגיה הבלתי ממומשת של מערכת הגופים, שנקבעת על ידי אופי האינטראקציה ומיקום החפצים במערכת עצמה. זה די טבעי כי המונח שמקורו במילה הלטינית משמעות "הזדמנות". במכניקה, שני סוגים אלה של אנרגיה הופכים אחד לשני.

חוקי השימור במכניקה פועלים כדלקמןדרך. לדוגמה, עצם שהושלך כלפי מעלה ברגע קבלת הדופק יש את הערך המרבי של האנרגיה הקינטית. לפיכך, מהירות התנועה שלה היא הגבוהה ביותר ברגע הראשון. בהדרגה היא יורדת, משום שהאנרגיה הקינטית מומרת לאנרגיה פוטנציאלית. כתוצאה מכך, האובייקט מאט ועוצר. משמעות הדבר היא כי כל המניות של האנרגיה הדופק הראשוני שלה הפך לאנרגיה פוטנציאלית וצברו במערכת. יתר על כן, בשל פעולת הכבידה, האובייקט מתחיל ליפול. האנרגיה הפוטנציאלית מומרת חזרה לקינטית. לא קשה לנחש שברגע הראשוני של התנועה המהירות מזערית, אך היא גדלה בהדרגה, מכיוון שערך האנרגיה הקינטית של המערכת עולה. יש לציין כי במקרה זה, למרות השפעת השדה המגנטי של כדור הארץ (דופק נוסף), סך כל האנרגיות של המערכת נותר ללא שינוי.

כדי להבין טוב יותר את חוקי השימור במכניקה,זה הגיוני לפנות ניסיון החיים שלך. אין ספק, כילד, צנח כדור קטן, אבל מסיבי או כדור רגיל על בסיס המתכת. בה בעת קפץ ונפל שוב. זה חזר על עצמו עד שהתנועה פסקה באופן ספונטני. אבל מה עם החוק של שימור האנרגיה במכניקה? אחרי הכל, באופן לוגי, האנרגיה הפוטנציאלית של הכדור נופל חייב להיות לגמרי הפך קינטי, ולהיפך. כמעט "תנועה מתמדת". האם ייתכן שבמקרה זה חוקי השימור במכניקה אינם מרוצים? למעשה, במצב זה, המערכת מושפעת על ידי חיכוך על מולקולות האוויר ועיוותים פנימיים של כדור וכדור. הם "גונבים" את חלק האנרגיה שלהם, בגלל מה שהכדור חדל לקפוץ (דרך אגב, ולכן, במסגרת המכניקה הקלאסית אי אפשר ליצור מכונת תנועה מתמדת).

האוניברסליות של חוקי השימור מאפשרתלהשתמש בהם לא רק בחישוב האינטראקציה של המערכות של המקרוקוסמוס, אלא גם, בחלקו, במיקרוקוסמוס. לא מסלול התנועה, ולא סוג הכוחות הפועלים על המערכת, משפיעים על התוצאה - שימור חוקי העבודה!