Законы захавання ў механіцы

У навучальных установах мудрыя выкладчыкі распавядаюць сваім вучням пра тое, што існуе закон захавання ў механіцы. Яго сэнс заключаецца ў тым, што энергія ў замкнёнай сістэме не можа незваротна знікаць, растрачваючы на выкананне якой-небудзь працы. Пры такіх працэсах мае месца не знікненне, а пераўтварэнне энергіі аднаго віду ў іншы. Да прыкладу: пстрычка выключальнікам - і электрычная лямпачка ярка ўспыхвае. Лічыльнік спраўна лічыць затрачаныя ват энергіі. Куды ж яна прападае? Усё проста: электрычны ток здзяйсняе працу, пры гэтым энергія пераўтворыцца ў выпраменьванне і нагрэў. Іншымі словамі, законы захавання ў механіцы актуальныя для любога механічнага прылады (ці нават электрычнага - адрозненне толькі ў разнавіднасці першапачатковай энергіі і назве аднаго і таго ж з'явы). Фактычна, закон захавання з'яўляецца фундаментальным прынцыпам, у адпаведнасці з якім жыве ўся Сусвет.

Перш за ўсё, неабходна вызначыцца, што такое кінэтычная і патэнцыйная энергія. Калі казаць спрошчана, то першая ўяўляе сабой энергію руху цела, якая характарызуе выкананую целам працу. А другая з'яўляецца часова нерэалізаванай энергіяй сістэмы тэл, якая вызначаецца характарам ўзаемадзеяння і размяшчэннем аб'ектаў у самой сістэме. Цалкам заканамерна, што тэрмін адбыўся ад лацінскага слова, які азначае «магчымасць». У механіцы гэтыя дзве разнавіднасці энергіі пераўтворацца адна ў іншую.

Законы захавання ў механіцы працуюць наступным чынам. Да прыкладу, прадмет, падкінуты ўгору, у момант атрымання імпульсу валодае максімальным значэннем кінэтычнай энергіі. Адпаведна, хуткасць яго руху найвышэйшая менавіта ў пачатковы момант. Паступова яна зніжаецца, так як кінэтычная энергія пераўтворыцца ў патэнцыйную. У выніку прадмет запавольваецца і спыняецца. Гэта азначае, што ўвесь яго запас першапачатковай энергіі імпульсу быў ператвораны ў патэнцыйную і назапашаны ў сістэме. Далей дзякуючы гравітацыйным ўздзеяння прадмет пачынае падзенне. Патэнцыйная энергія пераўтворыцца назад у кінэтычную. Няцяжка здагадацца, што ў пачатковы момант руху хуткасць мінімальная, але паступова ўзрастае, так як павялічваецца значэнне кінэтычнай энергіі сістэмы. Варта адзначыць, што ў дадзеным выпадку, нягледзячы на ўздзеянне магнітнага поля Зямлі (дадатковага імпульсу), агульная сума энергій сістэмы застаецца нязменнай.

Каб лепш зразумець законы захавання ў механіцы, мае сэнс звярнуцца да ўласнага жыццёваму вопыту. Напэўна, у дзяцінстве кожны губляў на металічную аснову невялікі, але масіўны шарык або звычайны мячык. Пры гэтым ён падскокваў уверх і зноў падаў. Так паўтаралася да таго часу, пакуль рух самаадвольна не спынялася. А як жа закон захавання энергіі ў механіцы? Бо, па логіцы, патэнцыйная энергія падальнага мяча павінна ў поўнай меры ператварацца ў кінэтычную, і наадварот. Амаль «вечны рухавік». Няўжо ў гэтым выпадку законы захавання ў механіцы не выконваюцца? На самай справе ў гэтай сітуацыі на сістэму аказвае ўплыў трэнне аб малекулы паветра і ўнутраныя дэфармацыі паверхні і мяча. Менавіта яны «крадуць» сваю частку энергіі, з-за чаго шар паступова перастае падскокваць (дарэчы, таму ў рамках класічнай механікі немагчыма стварэнне вечнага рухавіка).

Універсальнасць законаў захавання дазваляе выкарыстоўваць іх не толькі пры разліках ўзаемадзеяння сістэм макрасвету, але і, часткова, у мікрасвеце. Ні траекторыя руху, ні выгляд дзеючых на сістэму сіл не ўплывае на вынік - законы захавання працуюць!