Legea conservării energiei

Legea conservării energiei afirmă că energia totală al unui sistem fizic izolat rămâne nemodificată în timp, indiferent de natura

proceselor interne ce au loc în sistem.

În Univers există o cantitate de energie fixă care nu se va modifică niciodată. Legea conservării energiei ne spune că energia nu

poate fi creată sau distrusă, ci doar se transformă dintr-o formă în alta. Cu alte cuvinte, există un cuantum de energie, pe care, orice

am face, nu îl putem diminua ori spori. Când folosim energie şi afirmăm, oarecum impropriu, că o consumăm, de fapt nu facem decât să asistăm la transformarea acesteia dintr-o formă în alta.

De pildă, energia potenţială a unui pendul în mişcare se transformă în energie cinetică şi viceversa. O hidrocentrală, de asemenea, ilustrează multipla transformare a energiei, energia

potenţială a apei se metamorfozează în energie mecanică, apoi în energie electrică.

Un exemplu concret al legii conservarii energiei este energia utilizata si folosita de un automobil

Legea conservării energiei afirmă că energia totală al unui sistem fizic izolat rămâne nemodificată în

timp, indiferent de natura proceselor interne ce au loc în sistem. Legea conservării energiei este o

consecință a simetriei legilor fizicii la transformările liniare ale timpului, cu alte cuvinte, exprimă invarianța legilor odată cu trecera timpului

Model experimental pentru ilustrarea conservării energiei în procesele de ciocniri perfect elastice.

Legea conservării energiei în mecanică

Conservarea energiei în mecanică este exprimată de regulă pentru sisteme pur mecanice, adică

pentru sisteme supuse unor procese ce nu implică fenomene termice sau radiative, în

particular, pentru punctul material sau sistemul de puncte materiale supuse legăturilor

scleronome . Modelul dinamic pentru descrierea unor clase largi de procese mecanice care nu prezintă aspecte disipative este cel al unor

sisteme supuse unui câmp de forțe conservative.

În cazul mecanicii clasice, legea conservării energiei mecanice se enunță sub forma:

E = T + V = const

-E este energia mecanică totală.-T este energia cinetică

-V este energia potențială

O forță conservativă, prin definiție, este dependentă doar de distanța dintre corpul studiat și un alt corp din vecinătatea

lui. Lucrul mecanic al unei forțe conservative este independent

de forma traiectoriei, el fiind funcție doar de poziția punctelor între care are loc deplasarea.

Legea conservării energiei mecanice nu se respectă decât în cazul sistemelor conservative. Când caracteristicile mișcării sunt determinate de alte tipuri de forțe, se vorbește despre legea conservării energiei în sens

general, incluzându-se și efectele disipative, radiative etc.

Legea conservării energiei mecanice nu se respectă decât în cazul sistemelor conservative. Când caracteristicile

mișcării sunt determinate de alte tipuri de forțe, se vorbește despre legea conservării energiei în sens

general, incluzându-se și efectele disipative, radiative etc.

Câmpul vectorial al forțelor conservative derivă dintr-un potențial scalar , o funcție care depinde explicit numai de vectorul de poziție al puncului de aplicație al forței (poziția în care se calculează forța), față de originea sistemului de referință (ales convențional în punctul de potențial nul). În mecanica teoretică se demonstrează că relația dintre forța conservativă și potențialul său este dată de formula:

Lucrul mecanic este definit prin integrala temporală a produsului scalar dintre vectorul forță și vectorul viteză , integrarea se face între limitele t1 și t2, adică momentele de timp corespunzătoare pozițiilor inițială și finală.

Integrandul reprezintă valoarea negativă a derivatei temporale totale a potențialului , ceea ce se scrie

analitic sub următoarea formă:

V1 − V2 = T2 − T1Astfel, teorema enunțată mai sus este

demonstrată