Էներգիան ընդդեմ ուժի
Ուժը և էներգիան երկու հիմնարար հասկացություններ են և՛ դասական, և՛ հարաբերական մեխանիկայի մեջ: Կարևոր է ունենալ այս տերմինների հստակ մեկնաբանությունը՝ նման ոլորտներում գերազանցելու համար: Այս հոդվածում մենք կքննարկենք երկու հասկացությունների՝ ուժի և էներգիայի հիմունքները, դրանց նմանությունները և վերջապես դրանց տարբերությունները:
Էներգիա
Էներգիան ոչ ինտուիտիվ հասկացություն է: «Էներգիա» տերմինը ծագել է հունարեն «energeia» բառից, որը նշանակում է գործողություն կամ գործունեություն: Այս առումով էներգիան գործունեության մեխանիզմն է: Էներգիան ուղղակիորեն դիտարկվող մեծություն չէ։ Բայց դա կարելի է հաշվարկել արտաքին հատկությունների չափման միջոցով։Էներգիան կարելի է գտնել բազմաթիվ ձևերով. Կինետիկ էներգիան, ջերմային էներգիան և պոտենցիալ էներգիան կարելի է անվանել մի քանիսը: Ենթադրվում էր, որ էներգիան պահպանված հատկություն է տիեզերքում մինչև հարաբերականության հատուկ տեսության մշակումը: Հարաբերականության տեսությունը քվանտային մեխանիկայի հետ միասին ցույց տվեց, որ էներգիան և զանգվածը փոխարինելի են: Սա հանգեցնում է տիեզերքի էներգիայի՝ զանգվածային պահպանման: Այս երկու մեծություններն էլ նյութի երկու ձև են: Հայտնի E=mc2 հավասարումը մեզ տալիս է էներգիայի այն քանակությունը, որը կարելի է ստանալ m զանգվածից: Այնուամենայնիվ, երբ միջուկային միաձուլումը կամ միջուկային տրոհումը ներկայացված չէ, կարելի է համարել, որ համակարգի էներգիան պահպանված է։ Կինետիկ էներգիան այն էներգիան է, որն առաջացնում է օբյեկտի շարժումները. պոտենցիալ էներգիան առաջանում է օբյեկտի տեղադրման վայրի պատճառով, իսկ ջերմային էներգիան առաջանում է ջերմաստիճանի պատճառով:
Ուժ
Ուժը հիմնարար հասկացություն է ֆիզիկայի բոլոր ձևերում: Ամենատարրական իմաստով կան չորս հիմնարար ուժեր. Դրանք են գրավիտացիոն ուժը, էլեկտրամագնիսական ուժը, թույլ ուժը և ուժեղ ուժը: Սրանք նաև հայտնի են որպես փոխազդեցություններ և չշփվող ուժեր են: Ամենօրյա ուժը, որը մենք օգտագործում ենք առարկան հրելիս կամ որևէ աշխատանք կատարելիս, շփման ուժն է: Պետք է նշել, որ ուժերը միշտ գործում են զույգերով։ A առարկայի ուժը B օբյեկտի վրա հավասար է և հակադիր B մարմնի ուժին A առարկայի վրա: Սա հայտնի է որպես Նյուտոնի շարժման երրորդ օրենք: Ուժի ընդհանուր մեկնաբանությունը «աշխատանք անելու կարողությունն է»: Պետք է նշել, որ աշխատանք կատարելու համար ուժ է պահանջվում, բայց ամեն ուժ պարտադիր չէ, որ գործ կատարի։ Ուժ կիրառելու համար անհրաժեշտ է էներգիայի քանակություն։ Այդ էներգիան այնուհետև փոխանցվում է այն օբյեկտին, որի վրա ուժը գործադրվում է: Այս ուժն իսկապես աշխատում է երկրորդ օբյեկտի վրա: Այս առումով ուժը էներգիա փոխանցելու մեթոդ է։ Դասական մեխանիկա մշակվել է հիմնականում սըր. Իսահակ Նյուտոն. Նրա շարժման երեք օրենքները բոլոր դասական մեխանիկայի հիմքն են: Երկրորդ օրենքում օբյեկտի վրա ազդող զուտ ուժը սահմանվում է որպես օբյեկտի իմպուլսի փոփոխության արագություն:
Ո՞րն է տարբերությունը ուժի և էներգիայի միջև:
• Էներգիան իրերը գործելու կամ ակտիվացնելու կարողություն է, մինչդեռ ուժը էներգիա փոխանցելու մեթոդ է:
• Փակ համակարգի էներգիան և զանգվածը պահպանված են, բայց ուժի համար այդպիսի պահպանում չկա:
• Ուժը վեկտորային մեծություն է, մինչդեռ էներգիան սկալյար է:
