Глава 10. Закон сохранения энергии
ВВЕДЕНИЕ
В предыдущей главе был подробно рассмотрен вопрос о работе, совершаемой силой, приложенной к движущемуся телу. Сила характеризует взаимодействие тел. Поэтому мы часто будем говорить, что работа совершается не силой, а телом, которое действует с этой силой на другое тело в направлении его перемещения. Например, Еместо того чтобы говорить о работе, совершаемой силой тяжести mg, можно говорить о работе, совершаемой Землей (над падающим телом). Точно так же можно сказать, что растянутая пружина, сокращаясь, совершает работу над прикрепленным к ней телом, вместо того чтобы говорить о работе силы упругости, с которой эта пружина действует на тело.
Вопрос о том, чему приписать произведенную работу — силе или телу, не имеет большого значения. Но в этой главе, в которой будет идти речь об очень важной характеристике движения тел — энергии, будет удобнее считать, что работу совершают тела, а не силы. Почему? Дело в том, что когда тело совершает работу, то это не проходит для него бесследно. При этом изменяется то, что в науке называют состоянием тела. Именно изменение состояния тел при совершении ими работы и будет интересовать нас в этой главе.
§ 81. ПОНЯТИЕ О МЕХАНИЧЕСКОМ СОСТОЯНИИ
Мы начнем с определения того, что такое состояние тела (или системы тел). Так как в механике рассматривается движение тел, то речь у нас пойдет о механическом состоянии.
Вообще состояние какого-нибудь объекта характеризуется рядом величин, или, как их называют, параметров. Например, физиологическое состояние человека определяется температурой его тела, частотой пульса, давлением и составом крови и т. д. Состояние атмосферы, от которого зависит погода, определяется температурой воздуха, атмосферным давлением, влажностью. С течением времени под влиянием различных причин величины, определяющие состояние объекта, или некоторые из них изменяются. Это означает, что изменяется состояние объекта. При надлежащем развитии соответствующей пауки можно, зная состояние объекта
в какой-то начальный момент времени, предвидеть его состояние в любой другой момент времени. Например, современная метеорология, т. е. наука о погоде, близка к тому, чтобы с уверенностью предсказывать погоду в будущем, если известно состояние атмосферы в настоящем.
Чем же определяется состояние движения или механическое состояние тела? Ясно, что оно определяется теми величинами, которые нужно знать, чтобы предсказывать (вычислять) положение тела в любой момент времени. А такими величинами, как мы уже видели, являются координаты и скорость тела.
Механическое состояние тела определяется его положением относительно других тел (координатами тела) и его скоростью»
