Значение закона сохранения энергии

Глава IV. Философское значение законов сохранения и превращения в современной физике


Философское значение законов сохранения и превращения в современной физике

Развитие естествознания, и прежде всего физики, дает новые и новые данные, подтверждающие незыблемость всеобщего закона сохранения и превращения материи и движения, отображаемого с помощью частных законов сохранения и превращения, число которых в физике все время увеличивается.

Среди всех законов природы законы сохранения и превращения играют особую роль, будучи одним из методов познания скрытых сил природы. Классики марксизма придавали основополагающее значение для материализма известным им законам сохранения, и прежде всего законам сохранения массы и энергии.

Значение закона сохранения и превращения энергии как абсолютного закона природы впервые в науке показал Ф. Энгельс. Следует подчеркнуть, что Энгельс, отмечая однопорядковость понятий энергии и движения, указывал, что понятие энергии уже понятия движения, которое понимается как изменение вообще, что энергию можно определить как меру перехода одной формы движения в другую при их взаимных превращениях.

Ф. Энгельс в «Диалектике природы» писал, что сама эта теория (теория превращения энергии в природе.- В. Г.) превращается, если последовательно применить ее ко всем явлениям природы, в историческое изображение изменений, происходящих одно за другим в какой-нибудь мировой системе от ее возникновения до гибели, т. е. превращается в историю, на каждой ступени которой господствуют другие законы, другие формы проявления одного и того же универсального движения,- и, таким образом, абсолютно всеобщим значением обладает одно лишь движение (1, 20, 553-554).

В. И. Ленин в «Материализме и эмпириокритицизме» отмечал, что материалисты считают закон сохранения и превращения энергии установлением «основных положений материализма» (2, 18, 353). В то время в науке были известны законы сохранения массы, электрического заряда, энергии, импульса, момента количества движения. Было открыто А. Эйнштейном соотношение между массой и энергией, но не были известны многие другие свойства материи, формы движения и многие законы сохранения, такие, как закон сохранения четности, закон сохранения ядерного заряда, закон сохранения зарядовой симметрии, закон сохранения изотопического спина, закон сохранения странности, закон сохранения лептонного заряда и другие, роль которых в познании закономерностей развития природы исключительно велика.

В свое время В. И. Ленин, указывая на неразрывную связь пространства, времени, движения и материи, подчеркивал, что пространство и время суть объективно существующие формы бытия материи. Развитие физики дало естественнонаучное подтверждение этому ленинскому положению. Оказалось, что законы сохранения и превращения в физике не только отражают свойства материи и движения, но и связаны с общими свойствами пространства и времени. Они выражают тот факт, что законы физики во всех точках пространства одинаковы (закон сохранения импульса), что они не изменяются во времени (закон сохранения энергии), что в пространстве отсутствуют избранные направления (закон сохранения момента количества движения).

Материалистическое содержание законов сохранения всегда вызывало атаки на них со стороны идеалистов. Борьба материализма против идеализма по вопросам, связанным с законами сохранения, проходит через всю современную физику.

Характерным для представителей различных идеалистических направлений является стремление использовать возникающие в процессе развития физики временные трудности для очередной попытки подорвать научную достоверность законов сохранения, а значит, подорвать одно из существенных положений материализма о неуничтожимости материи и движения, о неразрывном единстве материи, движения, пространства, времени.

В истории физики бывало не раз, что новые явления не сразу удавалось объяснить, а тем более создать их теорию, и вместо того чтобы опираться на законы сохранения (содержание которых обогащается в процессе развития наших знаний), отдельные естествоиспытатели, а за ними философы-идеалисты спешили объявить, что, скажем, закон сохранения энергии не применим в атомном мире и т. д. Но именно применение закона сохранения энергии позволило и позволяет теоретически осмыслить многие открытия.

Научное мышление характеризуется не только отображением изменчивости в объективном мире, но и стремлением охватить мыслью эти изменения, выразить их в относительно неподвижных понятиях, законах. На протяжении всей истории существования человечества люди в процессе практической деятельности, в процессе взаимодействия с окружающей природой наблюдали повторяемость в явлениях природы. Это постоянное, повторяющееся в определенных условиях, получило название порядка, закономерности, закона. «Порядок, цель, закон,- приводит слова Л. Фейербаха В. И. Ленин,- суть не более, как слова, которыми человек переводит дела природы на свой язык, чтобы понять их. » (2, 18, 158).

Целью науки является познание объективных законов, действующих в природе, обществе и нашем познании. За время своего существования человечество накопило богатейший опыт направленного использования познанных законов, которое было бы невозможно без знания условий и сферы действия этих законов. Вместе с развитием общества открываются новые и новые законы природы. При этом происходит сложный процесс, в котором из многих частных законов выкристаллизовываются более общие, объединяющие их, а частные законы оказываются конкретными проявлениями этих более общих законов. Из всех законов науки о природе мы рассмотрим наиболее общие законы физики — законы сохранения. Сам процесс открытия и познания законов сохранения прошел ряд этапов. Прежде всего необходимо накопление сведений об отдельных проявлениях неизвестного пока общего закона — как положительных, так и отрицательных (например, невозможность создания вечного двигателя). Опираясь на большое количество положительных или отрицательных данных, полученных в ходе практической деятельности, экспериментов, а также на различные гипотезы и теории, выдвигаемые отдельными учеными или группами ученых, делается попытка сформулировать новый закон, предсказываются новые явления, подлежащие экспериментальной проверке.

Целенаправленные исследования дают новые данные, которые ведут к дальнейшему уточнению содержания закона и установлению сферы его применения. Применение же закона в различных областях теоретических исследований и подтверждение его истинности на практике ведет к превращению открытого наукой закона сохранения в важное средство познания новых явлений.

Изложенные выше условные стадии формирования законов сохранения отражают сложный процесс становления «закона в себе» в «закон для нас», когда на протяжении определенного отрезка времени объективно существующий закон познается человеком, а затем начинается сознательное его применение к анализу новых и новых явлений в целях их познания: в процессе этих применений подтверждается (или ограничивается) его роль как абсолютного закона природы.

Следует коротко сказать об абсолютности законов науки. Это относительная абсолютность, ибо действие таких абсолютных законов всегда связано с точно определенными условиями, в которых они проявляются, а если в ходе дальнейшего развития науки устанавливаются границы применимости данного закона, то, как правило, открывается новый обобщенный закон.

В отличие от других законов с познанием каждого закона сохранения неразрывно связано появление нового, фундаментального понятия физики, к которому он относится. Такое выделение инвариантной характеристики движения, пространства, времени, материи представляет существенный и необходимый шаг в познании.

Тенденция сохранения, присущая материальным объектам и формам их существования, отображается в науке с помощью понятий об их сохраняющихся характеристиках, которые представляют собой единство объективного и субъективного. Объем этих понятий может и увеличиваться и уменьшаться в ходе познания, содержание отдельных понятий может входить в содержание новых, более общих понятий. Но так как тенденция сохранения неразрывно связана с тенденцией изменения, закон сохранения или совокупность ряда законов сохранения характеризуют не только сохранение, но и превращение, изменение.

Одной из характерных особенностей законов сохранения является то, что они могут проявляться в форме ограничений или даже категорических запретов, накладываемых на те или иные процессы в определенных условиях. С этого часто и начинается их познание. Когда человек сталкивается с принципиальной невозможностью каких-либо процессов, он приходит в конечном итоге к открытию новой сохраняющейся величины. При этом важная черта законов сохранения заключается в том, что они в общей форме определяют возможность или невозможность тех или иных процессов независимо от их конкретной природы. Это одно из проявлений их абсолютности и всеобщности, принципиально отличной от всеобщности других законов природы. Если закон сохранения и превращения энергии отображает одну из характерных, общих сторон, присущих всем формам движения, любым видам взаимодействий, и выполняется с абсолютной точностью (в изолированных системах), то, скажем, закон всемирного тяготения Ньютона относится лишь к определенной сфере материальных взаимодействий (гравитационных) и даже в этой сфере не является абсолютно точным.

Существенным для познания является также то, что очень часто одно лишь совместное применение законов сохранения дает возможность выяснить сущность конкретного явления. Примером может служить создание теории Комптон-эффекта.

Открытое в 1923 г. американским физиком А. Комптоном явление состоит в увеличении длины волны рентгеновых лучей при их рассеивании на свободном или слабо связанном электроне. Этот эффект можно объяснить, применяя к рассмотрению явления совместно закон сохранения количества движения и закон сохранения и превращения энергии. Для этого рассматривают упругое столкновение кванта с покоящимся электроном. В этом случае закон сохранения количества движения имеет вид:

а закон сохранения энергии

где — постоянная Планка h, деленная на 2π; ω — угловая частота кванта; m — масса электрона; с — скорость света в вакууме; k — волновой вектор, равный по величине ω/c и направленный в сторону распространения волны; р и W — количество движения и энергия электрона; k — количество движения кванта; ω — его энергия (штрихом обозначены величины после столкновения). Из законов сохранения получается связь между частотами рассеянных и падающих рентгеновых лучей, как функция угла между k и к’ (угол рассеяния):

переходя от частот к длинам волн, можно переписать это соотношение так:

Это и есть соотношение, экспериментально подтвержденное в опытах А. Комптона. Таким образом, совместное применение известных законов сохранения позволило создать теорию нового явления.

Законы сохранения, число которых растет по мере развития физических знаний, являются важнейшим средством для теоретического обобщения новых данных, получаемых в ходе физических исследований, для создания новых теорий, заключающих в себе частицу абсолютной истины, предсказывающих новые явления, направляющих экспериментальный поиск с целью достижения определенных результатов. Законы сохранения служат незаменимым инструментом нашего познания.

В этой главе рассмотрим физические законы сохранения, установленные в ходе длительного развития человеческих знаний об окружающей природе, и постараемся проследить, как открытие новых законов сохранения способствует дальнейшему развитию теории и практики, развитию теории познания.

physiclib.ru

Значение закона сохранения энергии

Закон сохранения энергии позволяет установить количественную связь между различными формами движения материи. В этом состоит особое значение этого закона. Так же как и закон сохранения количества движения, он справедлив не только для механических движений, но и для всех явлений природы. Закон сохранения энергии говорит о том, что движение нельзя уничтожить, так же как нельзя создать движение из ничего. В природе возможны только переходы движений из одной формы в другую.

В наиболее общем виде закон сохранения энергии можно сформулировать так: энергия в природе не пропадает и не создается вновь, а только превращается из одного вида в другой.

В дальнейшем мы встретимся с тепловой, лучистой, ядерной, электромагнитной и другими видами энергии. Каждый вид энергии характеризует какие-то особые физические, химические,

биологические явления (разные формы движения материи), которые взаимосвязаны друг с другом законом сохранения энергии.

Большинство природных процессов на Земле, в том числе и существование жизни, обязано только тому, что Земля получает от Солнца достаточное количество энергии, которая способна превращаться в самые разнообразные формы.

Сколько же энергии получает Земля?

За счет ядерных реакций на Солнце каждую секунду выделяется энергия Из этого количества энергии попадает на поверхность Земли в виде излучения только Но 5/8 этого количества энергии отражается от поверхности Земли и уходит безвозвратно в мировое пространство. Остается для обеспечения всех явлений на Земле только энергии.

От ядерных реакций, происходящих внутри Земли, получается энергия также Однако эта энергия целиком расходуется на обогревание Земли и излучается в окружающее пространство.

Как расходуется и на что используется энергия, получаемая от Солнца, можно увидеть из таблиц, помещенных на форзацах книги.

Преобразования различных форм движения в количественных отношениях строго следуют закону сохранения энергии. Этот закон выполняет в природе роль своеобразного «главного бухгалтера» Вселенной. Он в каждом явлении строго учитывает приход энергии и следит за тем, чтобы расход точно соответствовал приходу. Если баланс не сходится, то он сразу подает тревожный сигнал. Такой сигнал физики воспринимают как признак того, что обнаружилось какое-то новое, неизвестное ранее явление. Так было, например, с открытием ряда новых элементарных частиц в ядерной физике

Закон сохранения энергии часто позволяет найти новые, простые пути решения многих механических и других задач. Применяя этот закон, нужно помнить, что он ничего не может сказать о направлениях движения отдельных тел. Он может дать сведения только о модулях скоростей возникающих движений.

Для определения направлений протекающих процессов закон сохранения энергии должен обязательно дополняться другими законами, которым подчиняются направления развития этих конкретных процессов.

know.sernam.ru

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и .

Значение закона сохранения энергии

В конце XIX и XX столетиях на Западе предпринимались новые неоднократные попытки подрыва общего значения закона сохранения энергии. Все эти попытки по существу являлись борьбой против материализма. Обострение этой борьбы в конце XIX и начале [c.391]

ХОДИТ медленное изменение этих величин в соответствии с соотношениями (4.22). Согласно закону сохранения энергии, при любом значении параметров модели выполняется соотнощение [c.155]

Используя закон сохранения энергии, можно показать, что дополнительная работа внешних сил равна по абсолютному значению дополнительной работе внутренних сил Ш12= Х 12-Действительно, при нагружении системы силой внешние силы совершают работу =/ Д( /2, а внутренние силы совершают работу (см. 57) [c.183]

Законы сохранения энергии, импульса и момента импульса относятся к числу тех фундаментальных принципов физики, значение которых трудно переоценить. Роль этих законов особенно возросла после того, как выяснилось, что они далеко выходят за рамки механики и представляют собой универсальные законы природы. Во всяком случае, до сих пор не обнаружено ни одного явления, где бы эти законы нарушались. Они безошибочно действуют и в области элементарных частиц, и в области космических объектов, в физике атома и физике твердого тела и являются одними из тех немногих наиболее общих законов, которые лежат в основе современной физики. [c.64]

Полученное значение h = 6,624-10 — эрг-с находится в отличном согласии с измерениями, основанными на использовании законов фотоэффекта и черного тела. Это иллюстрирует возможность получения существенных результатов из применения закона сохранения энергии для описания элементарных процессов, происходящих при превращениях фотонов. [c.446]

В этом состоит основное значение понятия о работе и теоремы об изменении кинетической энергии или уравнений живых сил. Уравнение живых сил было известно И. Бернулли, но его глубокое физическое содержание было разъяснено лишь в середине XIX в. вместе с установлением общего закона сохранения энергии. Тогда [c.384]

Среди физических законов, согласующихся с принципом относительности Галилея, особенное значение имеют законы сохранения импульса, массы и энергии. Эти законы уже знакомы вам по школьному курсу физики, где они формулировались без какой-либо связи с принципом относительности. Согласно закону сохранения энергии, полная энергия Вселенной постоянна, независимо от времени ). Рассматривая эти законы с точки зрения принципа относительности, мы не откроем ничего сверх того, что мы уже знаем. Однако мы выиграем в отношении понимания явлений, и это поможет нам обобщить закон сохранения импульса на релятивистские условия, для которых соотношение F = Afa уже не является точным законом природы. Нашей конечной целью будет нахождение эквивалентов законов сохранения массы, энергии и импульса в условиях движения с релятивистскими скоростями, т. е. со скоростями, сравнимыми со скоростью света с. [c.88]

Второе затруднение. При -распаде непосредственно наблюдаются лишь выбрасываемые Р -частицы, которые вскоре после открытия радиоактивности были отождествлены с электронами. Эти выбрасываемые р-электроны, как указывалось выше, имеют всевозможные значения энергии от нуля и до Sq- Однако ядро как квантовомеханическая система должно суш,ествовать лишь в определенных энергетических состояниях. Наличие дискретных (линейчатых) спектров а-частиц и 7-квантов указывает на поразительную определенность энергетических состояний ядра. Поэтому каждому переходу ядра из начального (материнского) состояния в некоторое конечное (дочернее) состояние и в процессе Р-распада должно было бы соответствовать вполне определенное изменение энергии. Однако существование сплошного спектра р-частиц по значению энергии противоречит этому выводу. Сплошной характер Р-спектра находится как бы в противоречии с законом сохранения энергии, хотя во всех других ядерных процессах закон сохранения энергии выполняется строго. [c.237]

Например, в работе [300] скорость трещины, принятая вначале постоянной, после ее определения с использованием критерия разрушения о предельном значении коэффициента интенсивности напряжений и закона сохранения энергии, естественно, оказалось переменной, причем эта скорость более соответствует физическому смыслу задачи, нежели принятая сначала постоянной. [c.326]

Нетрудно заметить, что при написании этих реакций, кроме законов сохранения барионного и злектрического зарядов, в неявной форме были использованы также и законы сохранения энергии и импульса. Действительно, в правой части всех реакций стоит по одному я-мезону, хотя законы сохранения электрического и барионного зарядов допускают и большее число я-мезо-нов. Это означает, что мы ограничиваемся такими значениями кинетических энергий, при которых в соответствии с законом сохранения энергии возможно рождение только одного я-мезона. Использование закона сохранения импульса очевидно из отсутствия процессов вида [c.568]

Выясним общие условия равновесия тела или системы тел на основе закона сохранения энергии. Полная механическая энергия системы равна сумме ее кинетической и потенциальной энергий [см. (14.14)] Д = 7 -ЬП. Кинетическая энергия никогда не может принимать отрицательных значений. Если 7 = 0, то это значит, что в данной системе отсчета = П и механическая система неподвижна. При движении механической системы ее полная энергия больше ее потенциальной энергии, т. е. >П. [c.56]

Значение второго начала. Если исходить из одного лишь первого начала термодинамики, то правомерно считать, что любой мыслимый процесс, который не противоречит закону сохранения энергии, принципиально возможен и мог бы иметь место в природе. [c.43]

Уравнение (9.12) представляет собой общин интеграл уравнений движения идеальной жидкости, выражающий закон сохранения энергии. Это ясно из самого вывода этого уравнения кроме того, в этом можно убедиться и из сопоставления его с уравнением (2.8) первого начала термодинамики. Приращение кинетической энергии жидкости есть располагаемая полезная внешняя работа, которая может быть произведена потоком жидкости над внешним объектом работы согласно уравнению (2.8) полезная внешняя работа равняется убыли энтальпии, что и заключено в уравнении (9.12). Из этого ясно, что уравнение (9.12) справедливо и для теплоизолированного течения с трением, однако только для средних (например, усредненных по сечению канала) значений удельной кинетической энергии и энтальпии, а не иР . [c.290]

Первое начало термодинамики является термодинамической формой общего закона сохранения энергии (см. п. 5.10). При движениях газов потенциальная энергия h только в редких случаях имеет практическое значение, а потому в дальнейшем не учитывается. Вместо работы dV введем работу dl = —dV, которую газ совершает против внешних поверхностных сил. Тогда вместо выражения (11.2) можно записать [c.408]

НИТЬ интерференцию взаимодействием различных фотонов (см. 5). В рассматриваемом случае это доказывается уменьшением интенсивности потока фотонов от источника S в интерферометр до столь малых значений, при которых в пределах интерферометра не может находиться в среднем более одного фотона. При этом наблюдаемая интерференционная картина при соответствующем увеличении времени экспозиции не изменяется, являясь доказательством утверждения, что фотон интерферирует сам с собой . При той же малой интенсивности можно убедиться с помощью двух детекторов, включенных в схему совпадений и установленных в соответствующих точках на путях AB D и AB D, что всегда фотон детектируется либо на пути AB D, либо на пути AB D, и никогда на обоих путях одновременно. Общее число фотонов, падающих на пластину А, равно сумме чисел фотонов, детектируемых на пути А В 2D и А В 2D (закон сохранения энергии). Это еще более надежно подтверждает положение, что фотон интерферирует сам с собой . [c.411]

Весьма просто единственность решения устанавливается в случае динамических задач. Покажем, что решение, удовлетворяющее нулевым начальным условиям и нулевым краевым условиям (в смещениях или напряжениях), есть тождественный нуль. В силу однородности начальных условий смещения тогда являются равными нулю функциями, а тело в начальный момент не деформировано и находится в состоянии покоя. Следовательно, полная энергия обращается в нуль и всегда будет оставаться равной нулю в силу закона сохранения энергии. Кинетическая же энергия и энергия деформации могут принимать лишь неотрицательные значения. Поэтому из условия обращения в нуль полной энергии следует, что кинетическая энергия и энергия деформации обращаются в нуль. Из равенства же нулю кинетической энергии будет следовать равенство нулю производной ди д1. Учитывая же равенство нулю смещений в начальный момент, приходим к утверждению о тождественном равенстве нулю смещений. [c.253]

Однако определение силы удара Pa i) по формуле (23.1) весьма затруднительно, так как не известно время соударения, т. е. время, в течение которого скорость движущегося тела снижается от своего максимального значения в момент соприкосновения с ударяемым телом (начало удара) до нуля после деформации последнего (конец удара). В связи с указанными трудностями, определяя напряжения в элементах упругих систем, вызываемые действием ударных нагрузок (динамические напряжения), в инженерной практике обычно пользуются так называемым энергетическим методом, основанным на законе сохранения энергии. Согласно этому методу полагают, что при соударении движущихся тел уменьшение запаса кинетической энергии их равно увеличению потенциальной энергии деформации соударяющихся упругих тел. [c.691]

Подставив найденные значения Ат и Л в (111.45), получим уравнение, выражающее закон сохранения энергии в виде [c.79]

Внутренняя энергия V обычно измеряется в джоулях (Дж), удельная и — в Дж/кг и является функцией состояния системы. Это вытекает непосредственно из закона сохранения энергии система в каждом своем состоянии имеет только одно значение внутренней энергии. Если бы система имела разные значения внутренней энергии, то можно было бы отнять эту разность, а состояние системы не изменилось, т. е. система служила бы сама источником энергии. Это противоречит закону сохранения энергии, следовательно, энергия системы есть функция состояния, а с1и есть полный ее дифференциал. [c.10]

На основании закона сохранения энергии потенциальная энергия деформации элементарного параллелепипеда равна работе внешних сил, приложенных к его граням. При вычислении этой работы будем предполагать, что внешние силы (все одновременно) постепенно нарастают от нуля до своего конечного значения, т. е. что эти силы действуют статически. [c.111]

Здесь стоит вспомнить М. Планка, который в одной из своих работ тоже высказывался о высоком значении закона сохранения энергии и его незыблемости. Планк пнсал Фундамент современного здания точных наук о природе образуют два закона принцип сохранения материи и принцип сохранения энергии . И дальше . признание принципа сохранения энергии образует единственный общий исходный пункт для всех претендующих на преемственность теорий . [c.270]

Закон сохранения энергии утверждает, что для системы частиц, взаимодействие между которыми неявно ) зависит от времени, полная энергия системы постоянна (рис. 5.6—5.9). Этот результат мы считаем достоверно установленным экспериментальным фагктом. Если выражаться точнее, то этот закон говорит нам Q Том, что существует некоторая скалярная функция [такая, как функция Mv J2- -Mgx в (13)] положения и скорости частиц, которая не изменяется со временем при условии, что в течение рассматриваемого промежутка времени внешнее взаимодействие явно не изменяется. Например, элементарный заряде не должен изменяться со временем. Помимо функции энергии существуют также и другие функции, которые сохраняют постоянное значение в условиях, о которых только что было сказано. (Другие такие функции мы рассмотрим в гл. 6, в которой речь пойдет о сохранении импульса и момента импульса.) Энергия представляет собой скалярную величину, сохраняющую постоянное значение при движении. Когда мы говорим о внешнем взаимодействии, то имеем в виду, что в течение рассматриваемого [c.153]

Выход из этого затруднения был найден в 1932 г. Чедвико.м, который проанализировал с помощью законов сохранения энергии и импульса опыты по образованию исследуемым излучением ядер отдачи азота и водорода и пришел к выводу, что это излучение представляет собой поток нейтральных частиц с массой, приблизительно равной массе протона. Вновь открытая частица была названа нейтроном ( ). Точное значение массы нейтрона, определенное из энергетического баланса ядерных реакций, идущих с образованием или поглощением нейтронов, равно гп-п = 1838,5 Же. Таким образом, масса нейтрона больше массы протона на 2,5 гПс и больше суммы масс протона и электрона на 1,5 те. В соответствии с известным соотношением, связывающим массу и энергию, каждому значению массы М в граммах соответствует энергия в эргах, где с = 3 10 ° uj eK — скорость света. Для неподвижной покоящейся частицы эта [c.19]

Подставив выражения (10.31) и (10.34) в формулу (10.28) и проинтегрировав по всем возможным значениям ре и (они определяются из законов сохранения энергии и импульса при р-распаде), можно получить вероятность излучения и, следовательно, время жизни ядра т относительно р-распада. Оно оказывается связанным с энергией р-раопада соотношением [c.152]

Наиболее наглядное и убедительное доказательство того, что при взаимодействии а-частицы с ядром азота происходит ядер-ная реакция описанного выше вида, было дано в 1923 г. Блекеттом, который с помощью камеры Вильсона получил фотографию расщепления ядра азота а-частицей. На фотографии отчетливо видны следы первичной а-частицы, вылетающего протона и образующегося ядра. Расчет массы ядра, выполненный с учетом законов сохранения энергии и импульса, дал значение 16,72 0,42 а. е. м. [c.441]

Эта частица не имеет заряда и поэтому не образует в эмульсии следа (на рисунке ее пугь условно помечен пунктиром). Так как она уносит значительно большую часть энергии, чем зарял утЛ1/го, т. е. при > 0. Но так как сумма потенциальной и кинетической энергий в силу закона сохранения энергии должна оставаться постоянной, то эта сумма сохраняет свое значение для любой точки орбиты. Если в любой точке орбиты 0 — незамкнутая ). [c.326]

Пользуясь понятием о потенциале поля тяготения, вычислим работу, совершаемую под действием поля тяготения при движении материальной точки массы т из точки 1 с потенциалом ф1 в точку 2 с потенциалом ф2. Точка массы т под действием поля тяготения движется в сторону убыли потенциальной энергии. По закону сохранения энергии, совершаемая при этом работа равна уменьшению потенциальной энергии Л1,2 = П1—П2 = —АП. В точке 1 потенциальная энергияП] = т ф1, а в точке 2 она равна П2 = ш ф2. Подставляя эти значения потенциальной энергии, получим [c.104]

С повышением температуры газа за скачком уплотнения увеличиваются внутренняя и потенциальная энергии газа (или энтальпия i = СрТ). В соответствии с законом сохранения энергии (W2 + i = onst) ее значение за скачком уплотнения не изменяется, что возможно лишь при уменьшении кинетической энергии (1/ 2). Поэтому скорость газа V за скачком всегда уменьшается. [c.108]

То, что внутренняя энергия есть полный дифференциал, т. е. функция состояния, вытекает из закона сохранения, который утверждает, что южная система в каждом своем состоянии имеет только одно значение внутренней энергии. Если бы это было не так, т. е. система имела бы разные значеиля, то можно было бы отнять эту разность, а состояние системы не изменилось бы, и она могла бы служить источником энергии, не испытывая при этом никаких изменений. Однако это противоречит закону сохранения энергии. Следовательно, остается принять единственное утверждение, что внутренняя энергия есть функция состояния, а для ее элементарного изменения в процессе использовать символ 60 — символ полного дифференциала в отличие от изменения работы в элементарном процессе, где мы используем о(5щий символ бесконечно малых величин 6, отмечая при этом, даже при написании, что работа не есть полный дифференциал, и что, не являясь фуньщией состояния, она зависит от пути процесса. [c.19]

Конечно-разностное представление дифференциального уравнения Фурье и граничных условий сводит решение задачи теплопроводности к расчету температур в конечном числе точек — узлов сетки (рис. 1.11). Чтобы дискретизованная задача была близка к исходной, необходимо сделать сетку достаточно частой. Поэтому число неизвестных (т. е. значений температур в узлах) оказывается большим, и решение задачи требует использования ЭВМ. Конечно-разностную аппроксимацию уравнения теплопроводности можно получить, записывая закон сохранения энергии для контрольного объема, содержащего внутренний узел К, L (заштрихован на рис. 1.11). [c.31]

Понятие энергии неразрывно связано с движением материи энергия есть физическая мера движения материи. Различие отдельных видов энергии обусловлено качественным различием конкретных форм движения материальных тел. Взаимные превращения энергии тел отражают безграничную способность движения переходить из одних форм в другие следовательно, сохранение энергии выражает собой факт неуничто-жимости движения материального мира. В этой связи Ф. Энгельс называл закон сохранения и превращения знерши великим основным законом движения , абсолютным законом природы , а В. И. Ленин, подчеркивая принципиальное философское значение закона сохранения и превращения энергии, указывал, что этот закон является установлением основных положений материализма . Именно поэтому закон сохранения и превращения энергии с момента его открытия до наших дней подвергается ожесточенным нападкам со стороны реакционной идеалистической философии. [c.27]

Смотреть страницы где упоминается термин Значение закона сохранения энергии : [c.140] [c.39] [c.74] [c.186] [c.239] [c.515] [c.579] [c.580] [c.56] [c.137] [c.175] [c.136] [c.325] [c.193] Смотреть главы в:

mash-xxl.info

Значение закона сохранения энергии

1.20. Закон сохранения механической энергии

Если тела, составляющие замкнутую механическую систему , взаимодействуют между собой только посредством сил тяготения и упругости, то работа этих сил равна изменению потенциальной энергии тел, взятому с противоположным знаком:

По теореме о кинетической энергии эта работа равна изменению кинетической энергии тел (см. §1.19):

или

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой посредством сил тяготения и сил упругости, остается неизменной.

Это утверждение выражает закон сохранения энергии в механических процессах . Он является следствием законов Ньютона. Сумму E = E k + E p называют полной механической энергией . Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой консервативными силами, то есть силами, для которых можно ввести понятие потенциальной энергии.

Пример применения закона сохранения энергии – нахождение минимальной прочности легкой нерастяжимой нити, удерживающей тело массой m при его вращении в вертикальной плоскости (задача Х. Гюйгенса). Рис. 1.20.1 поясняет решение этой задачи.

Закон сохранения энергии для тела в верхней и нижней точках траектории записывается в виде:

Обратим внимание на то, что сила натяжения нити всегда перпендикулярна скорости тела; поэтому она не совершает работы.

При минимальной скорости вращения натяжение нити в верхней точке равно нулю и, следовательно, центростремительное ускорение телу в верхней точке сообщается только силой тяжести:

Из этих соотношений следует:

Центростремительное ускорение в нижней точке создается силами и направленными в противоположные стороны:

Отсюда следует, что при минимальной скорости тела в верхней точке натяжение нити в нижней точке будет по модулю равно

Прочность нити должна, очевидно, превышать это значение.

Очень важно отметить, что закон сохранения механической энергии позволил получить связь между координатами и скоростями тела в двух разных точках траектории без анализа закона движения тела во всех промежуточных точках. Применение закона сохранения механической энергии может в значительной степени упростить решение многих задач.

В реальных условиях практически всегда на движущиеся тела наряду с силами тяготения, силами упругости и другими консервативными силами действуют силы трения или силы сопротивления среды.

Сила трения не является консервативной. Работа силы трения зависит от длины пути.

Если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения, то механическая энергия не сохраняется . Часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел (нагревание).

При любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает. Она лишь превращается из одной формы в другую.

Этот экспериментально установленный факт выражает фундаментальный закон природы – закон сохранения и превращения энергии .

Одним из следствий закона сохранения и превращения энергии является утверждение о невозможности создания «вечного двигателя» (perpetuum mobile) – машины, которая могла бы неопределенно долго совершать работу, не расходуя при этом энергии (рис. 1.20.2).

История хранит немалое число проектов «вечного двигателя». В некоторых из них ошибки «изобретателя» очевидны, в других эти ошибки замаскированы сложной конструкцией прибора, и бывает очень непросто понять, почему эта машина не будет работать. Бесплодные попытки создания «вечного двигателя» продолжаются и в наше время. Все эти попытки обречены на неудачу, так как закон сохранения и превращения энергии «запрещает» получение работы без затраты энергии.

physics.ru

Популярное:

  • Динамика точки законы динамики Техническая механика Основные понятия и аксиомы динамики Динамика есть часть теоретической механики, изучающая механическое движение тел в зависимости от сил, влияющих на это движение. Основы динамики заложил итальянский ученый […]
  • Субсидия измаил Субсидия измаил Бланки оформлення субсидії С 1 мая 2018 года постановлением Кабинета Министров Украины от 27.04.2018г. № 329 утверждена новая редакция Положения о порядке назначения и предоставления населению субсидий для […]
  • Пенсии с января 2013 года Индексацию пенсий некоторым работающим пенсионерам могут вернуть С такой законодательной инициативой 1 выступил депутат Госдумы Борис Резник. Планируется, что пенсия будет индексироваться тем пенсионерам, размер пенсии которых […]
  • Алименты родителям закон Кое-что об алиментах Часть IV. Что мы должны своим родителям? Мы много говорили об алиментарных обязательствах родителей перед своими детьми. Теперь поговорим о том, что же должны дети своим родителям. Когда и как родитель […]
  • Создать картина преступления Картина преступления 2. Деньги и драгоценные камни, +1 к доброй репутации 3. Деньги и картина Основная статья: Квесты (Oblivion) Картина преступления (ориг. Canvas the Castle) — сторонний квест фракции Коррол в игре The […]
  • Биатлон франция штраф 4 минуты Реферат: История биатлона Биатлон возник в результате соревнований, связанных с гонками на лыжах и стрельбой, проводимых на протяжении многих лет в нашей стране и за рубежом. Первые соревнования в передвижении на лыжах со […]
  • Правила отпуска бронхолитина Порядок отпуска комбинированных препаратов и прекурсоров из аптек Внимание! При пользовании статьями, консультациями и комментариями просим Вас обращать внимание на дату написания материала Вопрос: Подскажите, пожалуйста, такие […]
  • Алчевск пенсионный фонд график выдачи пенсий Новости Алчевска Информация 7 971 запись предложить новость КП «АДЭУ» ведутся ремонтные работы по благоустройству города Сегодня, 3 августа, коммунальным предприятием «Алчевский дорожно-эксплуататционный участок» в ночную […]