§ 14. Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах

В природе ни одна крупица энергии не исчезает бесследно и не появляется из ничего — она лишь переходит из одной формы в другую или передаётся от одного тела к другому. Это и есть суть великого закона сохранения и превращения энергии.

Полная энергия системы тел складывается из механической (кинетической и потенциальной) и внутренней энергии: E = E_мех + U, где E — полная энергия системы, E_мех — её механическая энергия, U — внутренняя; все три измеряют в джоулях (Дж). Когда мяч падает на пол, его потенциальная энергия переходит в кинетическую, а при ударе — частично во внутреннюю: мяч и пол немного нагреваются (рис. 1: справа сравни два столбика — до удара высок синий E_мех, после удара он исчезает, зато красный U вырастает ровно на столько же, и сумма E = E_мех + U остаётся прежней).

В механических процессах, где тела взаимодействуют только друг с другом и трение отсутствует, суммарная механическая энергия системы остаётся постоянной. Например, на идеальном маятнике качели потенциальная энергия в крайней точке полностью превращается в кинетическую в нижней точке, и наоборот (рис.