Що таке енергія?

Що таке енергія?
Що таке енергія?

З цієї глави, покінчивши з загальним описом природи речей, ми почнемо докладне вивчення різних фізичних питань. Щоб показати характер ідей і тип міркувань, які можуть застосовуватися в теоретичній фізиці, ми розберемо один з основних законів фізики
збереження енергії. Існує факт, або, якщо завгодно, закон, керуючий усіма явищами природи, всім, що було відомо досі. Винятків із цього закону не існує; наскільки ми знаємо, він абсолютно точний.

Назва його збереження енергії. Він стверджує, що існує певна величина, звана енергією, яка не змінюється ні за яких перетвореннях, що відбуваються в природі. Само це твердження вельми і вельми абстрактно; це по суті математичний принцип, який стверджує, що існує деяка чисельна величина, яка не змінюється ні за яких обставин. Це аж ніяк не опис механізму явища або чогось конкретного, просто-напросто відзначається то дивна обставина, що можна підрахувати якесь число і потім спокійно стежити, як природа буде викидати будь-які свої трюки, а потім знову підрахувати це число і воно залишиться колишнім .
(Ну, все одно, як слон на чорному шаховому полі: як би не розгорталися події на дошці, які б ходи ні робилися, слон все одно опиниться на чорному полі.

Наш закон якраз такого типу. ) І оскільки твердження це абстрактно, то ми виявимо її сенс на деякій аналогії.
Познайомимося з хлопчиком, таким собі Монтігомо Яструбине Кіготь; в нього є великі кубики, які навіть він не може ні зламати, ні розділити на частини. Всі вони однакові. Нехай їх у нього 28 штук.

Мама залишає його вранці удома наодинці з цими кубиками. Щовечора вона підраховує, скільки у нього кубиків, вона трохи цікава! і відкриває вражаючу закономірність: що б її синочок не витворяв з кубиками, їх все одно виявляється 28! Так це тягнеться досить довго, і раптом в один прекрасний день вона налічує лише 27 штук. Після недовгих пошуків кубик виявляють під килимом: їй доводиться все обшукати, щоб переконатися у незмінності числа кубиків.
Іншого разу кубиків виявляється 26.

Знову ретельне дослідження показує, що вікно відчинене; глянувши вниз, вона бачить два кубика в траві. Втретє підрахунок дає 30 кубиків! Це призводить маму в повне замішання, але потім вона згадує, що в гості приходив сусідський Шкіряний Панчоха, мабуть, він захопив із собою свої кубики й забув їх тут. Вона прибирає зайві кубики, зачиняє щільно вікно, не пускає більше гостей в будинок, і тоді, все знову йде як слід, поки одного разу підрахунок не дає 25 кубиків.

Правда, в кімнаті є ящик для іграшок, мамі хочеться і в нього заглянути, але хлопчик кричить: не відкривай мою скриньку! і починає рев; мама до ящика не допускається. Як же бути? Але мама цікава і хитра, вона придумує вихід!

Вона знає, що кубик важить 500 г; вона зважує ящик, коли всі 28 кубиків на підлозі, він важить 1кг. Коли наступного разу вона перевіряє кількість кубиків, вона знову зважує ящик, віднімає 1 кг і ділить на 500 м. Вона відкриває, що
Але знову виникають відхилення і від цієї формули. Знову в результаті кропітких пошуків з’ясовується, що при цьому рівень води в пральній машині чомусь змінився. Дитя, виявляється, жбурляє кубики в воду, а мати не може їх побачити вода мильна; але вона може дізнатися, скільки у воді кубиків, додавши в формулу новий член.

Початковий рівень води 40 см, а кожен кубик підіймає воду на 1/3 см, так що нова формула така:
Світ уявлень мами поступово розширюється, вона знаходить весь ряд членів, що дозволяють розраховувати, скільки кубиків знаходиться там, куди вона заглянути не може. У підсумку вона відкриває складну формулу для кількості, яке має бути розраховане і яке завжди залишається тим же самим, що б її дитя не наробило. У чому ж аналогія між цим прикладом і збереженням енергії? Найсуттєвіше, від чого надолужити відволіктися в цій картинці, це що кубиків не існує.

Відкиньте у виразах (4. 1) і (4.

2) перше члени і ви виявите, що вважаєте більш-менш абстрактні кількості.
Аналогія ж у наступному. По-перше, при розрахунку енергії часом частина її йде з системи, часом ж якась енергія з’являється. Щоб перевірити збереження енергії, ми повинні бути впевнені, що не забули врахувати її спад або прибуток.

По-друге, енергія має безліч різних форм і для кожної з них є своя формула: енергія тяжіння, кінетична енергія, теплова енергія, пружна енергія, електроенергія, хімічна енергія, енергія випромінювання, ядерна енергія, енергія маси.
Коли ми об’єднаємо формули для вкладу кожної з них, то їх сума не буде змінюватися, якщо не вважати убутку енергії та її притоки.

Важливо розуміти, що фізиці сьогоднішнього дня невідомо, що таке енергія. Ми не вважаємо, що енергія передається у вигляді маленьких пігулок. Нічого подібного. Просто є формули для розрахунку певних чисельних величин, склавши які, ми отримуємо число 28 завжди одне і те ж число.

Це щось абстрактне, нічого не говорить нам ні про механізм, ні про причини появи у формулі різних членів.

Що таке енергія?

Сподобалася стаття? Поділися нею з друзями!




Добавить комментарий