2014-02-02
457
В природе же существует несколько видов взаимодействия материальных тел: тяготение, упругость, трение, инерция и др.
Энергия (от греч. еnergeia – действие, деятельность), общая колличественная мера движения и взаимодействия всех видов материи.
Под работой в механике понимается величина, характеризующая процесс перемещения тела под действием силы (
). Единицей измерения работы в системе СИ является джоуль.
Энергия характеризует способность тела совершать работу. Единицей измерения является также джоуль. В механике рассматриваются два вида энергии: движущегося тела – кинетическая и определяющаяся взаимным расположением тел или частей тела, действующих друг на друга, а также деформацией тел или его частей – потенциальная.
Кинетическая энергия определяется формулой: 
,
где 
– масса тела; 
– его скорость движения.
Потенциальная энергия в поле сил тяжести: 
,
где h – высота поднятия тела над уровнем поверхности Земли.
Потенциальная энергия упруго деформированного тела: 
,
|
|
|
где 
– величина деформации; К – коэффициент упругости.
Для примера и количественного сопоставления приведем порядок энергий, достигаемых в природе и технике, в Дж: выделяемая при взрыве сверхновой звезды – 1044, излучаемая Солнцем за год – 1034, вращения Земли – 1030, получаемая Землей от Солнца за год – 1026, расходуемая человечеством за год – 1022, взрыва водородной бомбы – 1018, взрыва первой атомной бомбы – 1014, запуска ракеты – 1012, потребляемая человеком за сутки – 108, смертельной дозы рентгеновского излучения – 104, испускаемая 1 см2 кожи человека в 1 с. – 10-2, взмаха крылышек мухи – 10-5, деления ядра урана – 10-11, электрона в атоме водорода – 10-16, химической связи – 10-17, фотона видимого света – 10-18.
Величина, характеризующая работу в единицу времени, называется мощностью и определяется в системе СИ в ваттах.
Рассматривая движение материи в широком смысле этого слова, как всякий процесс, всякое изменение материи, можно сказать, что энергия есть количественная и качественная характеристика движения, а работа – количественная, характеристика превращения одних форм материи в другие.
В замкнутой системе энергия может переходить из одних форм в другие, но ее общее количество не изменяется, так формулируется закон сохранения и превращения энергии. Для замкнутой системы выполняется и закон сохранения импульса – суммарный импульс замкнутой системы частиц не изменяется при любых процессах, происходящих в системе:
.
Закон сохранения импульса применим не только к механическим, но и ко всяким изолированным системам.
