Saglabāšanas likumi mehānikā

Izglītība:

Izglītības iestādēs - gudri skolotājipastāstiet saviem skolēniem, ka mehānikā ir saglabāšanas likums. Tās nozīme ir tajā apstāklī, ka enerģija slēgtā sistēmā nevar izzust pavisam, izšķērdēt veikt jebkuru darbu. Šādos procesos nav pazušanu, un enerģijas pārveides vienas sugas uz citu. Piemēram: noklikšķiniet uz slēdzi - un spuldze mirgo spilgti. Metrs regulāri aprēķina iztērēto enerģiju. Kur tas pazūd? Tas ir vienkārši: elektriskā strāva dara darbu, tad enerģija tiek pārvērsta gaismu un siltumu. Citiem vārdiem sakot, dabas aizsardzības likumi mehānikā kas attiecas uz jebkuru mehānisku ierīci (vai elektriskās - vienīgā atšķirība ir oriģināls enerģija un sugas nosaukums un tās pašas parādības). Faktiski, saglabāšana likums ir fundamentāls princips, saskaņā ar kuru visa Visums dzīvo.

Pirmkārt, ir jāizlemj, kas irkinētiskā un potenciālā enerģija. Vienkārši sakot, pirmā ir ķermeņa kustības enerģija, kas raksturo ķermeņa paveikto darbu. Un otrais ir īslaicīgi nerealizētā ķermeņa sistēmas enerģija, ko nosaka mijiedarbības veids un objektu atrašanās vieta pašā sistēmā. Tas ir diezgan dabiski, ka termins radies no latīņu valodas vārda, kas nozīmē "iespēja". Mehānikā šie divu veidu enerģijas tiek pārveidoti vienā citā.

Mehānikas saglabāšanas likumi darbojas šādiveids Piemēram, priekšmetam, kas impulsa saņemšanas brīdī ir izlocīts uz augšu, maksimālā kinētiskās enerģijas vērtība. Tādējādi tā kustības ātrums ir visaugstākais sākotnējā brīdī. Pakāpeniski tas samazinās, jo kinētiskā enerģija tiek pārveidota par potenciālu. Rezultātā objekts palēninās un apstājas. Tas nozīmē, ka viss sākotnējā impulsa enerģijas krājums ir pārveidots par potenciālo enerģiju un uzkrājies sistēmā. Turklāt gravitācijas darbības dēļ objekts sāk samazināties. Potenciālā enerģija tiek pārvērsta atpakaļ kinētikā. Nav grūti uzminēt, ka kustības sākuma brīdī ātrums ir minimāls, bet tas pakāpeniski palielinās, jo sistēmas kinētiskās enerģijas vērtība palielinās. Jāatzīmē, ka šajā gadījumā, neskatoties uz Zemes magnētiskā lauka (papildu impulsa) ietekmi, kopējā sistēmas enerģijas vērtība paliek nemainīga.

Lai labāk saprastu saglabāšanas likumus mehānikā,ir loģiski vērsties pie savas dzīves pieredzes. Protams, kā bērns, visi nokrita neliela, bet masīva bumba vai parasts bumba uz metāla bāzes. Tajā pašā laikā viņš uzlēca un atkal krita. To atkārtoja līdz brīdim, kad kustība spontāni beigusies. Bet ko par enerģijas saglabāšanas likumu mehānikā? Galu galā, loģiski, krītošās lodītes potenciālā enerģija ir pilnībā jāpārvērš kinētikā un otrādi. Gandrīz "mūžīgā kustība". Vai ir iespējams, ka šajā gadījumā saglabāšanas likumi mehānikā nav izpildīti? Faktiski šajā situācijā sistēma tiek skarta berzes dēļ attiecībā uz gaisa molekulām un virsmas un lodīšu iekšējām deformācijām. Viņi "nozagt" savu daļu no enerģijas, kas ir iemesls, kāpēc bumba apstājas veselīgs pakāpeniski (starp citu, tā ietvaros klasiskās mehānikas nav iespējams izveidot perpetual kustības mašīna).

Aizsardzības likumu universālums atļaujizmantot tos ne tikai, aprēķinot makrokosmu sistēmu mijiedarbību, bet arī daļēji mikrokosmos. Ne kustības trajektorija, ne spēka veids, kas ietekmē sistēmu, neietekmē rezultātu saglabāšanas likumus!