Закон сохранения и превращения энергии
Рассмотрим процесс изменения состояния тела, поднятого на
высоту h. При этом его потенциальная энергия
Тело начало свободно падать (v0=0).
Из кинематики известно, что момент достижения поверхности земли оно будет иметь
скорость и кинетическую
энергию:
Кинетическая энергия тела, упавшего с высоты h, оказалась
равной его потенциальной энергии, которую оно имело до начала падения.
Следовательно:
На поверхности Земли h=0 и потенциальная энергия , а
-максимальнаz. В начале падения , а
т.е.
потенциальная энергия переходит (превращается) в кинетическую. Таким образом,
при падении тела в системе тело-Земля кинетическая энергия возрастает и,
следовательно, ее изменение равное
работе ,
имеет положительный знак, т.е.
(4.12)
Потенциальная энергия - уменьшается, и, следовательно, ее
изменение имеет знак минус. Поэтому можем записать: (4.13)
Сложив (4.12) и (4.13), получим
или
Сумма представляет
собой полную энергию, и, следовательно,
,а (4.14)
Таким образом, энергия замкнутой консервативной системы остается постоянной при всех, происходящих в ней процессах и превращениях. Энергия может переходить из одних видов в другие (механические, тепловые, и т.д.), но общее ее количество остается постоянным. Данное положение называют законом сохранения и превращения энергии.