78Энергияның сақталу заңы

, энергияның сақталу және айналу заңы – табиғаттағы кез келген материялық тұйық жүйеде өтетін барлық процестер кезінде сол жүйе энергиясының сақталатынын тұжырымдайтын жалпы заң. Энергия бұл жағдайда тек бір түрден екінші бір түрге айналады (егер материялық жүйенің қоршаған ортамен әсерлесуін ескермеуге болса, онда ол жүйені тұйық жүйе деп қарастыруға болады); егер материялық жүйе сыртқы әсердің нәтижесінде бір (бастапқы) күйдегі екінші (соңғы) бір күйге ауысса, онда оның энергиясының артуы (не кемуі) жүйемен әсерлесетін денелер мен өріс энергиясының кемуіне (не артуына) тең болады. Бұл жағдайда жүйе энергиясының өзгеруіне жүйе күйінің біреуіне (бастапқы не соңғы) ғана тәуелді болады да, оның ауысу жолына (тәсіліне) тәуелді болмайды. Басқаша айтқанда, энергия – жүйе күйінің бір мәнді функциясы. Термодинамикада Энергияның сақтау заңы термодинамиканың бірінші бастамасы деп аталады.^[1]Физикалық (не химикалық) құбылыстардың кез келген түрлерінде Энергияның сақтау заңы сол құбылысқа тән формада ғана тұжырымдалады. Өйткені энергия берілген процесті сипаттайтын параметрлерге тәуелді. Энергияның сақталу және айналу заңын 19 ғ-дың 40-жылдарыДж.Джоуль және неміс ғалымдары Р.Майер, Г.Гельмгольц бір-біріне байланыссыз ашты. ^[2]

80.галелей түрлендірулері

санақ жүйесі санақ жүйесіне қарағанда осі бойымен жылдамдығымен қозғалсын. Қарастырылып отырған санақ жүйелерінде нүктесінің және координаттар аралығындағы байланысты табайық.

Егер бастапқы уақыт ішінде мен бір-біріне сәйкес келсе, онда 1-суреттен төмендегіше теңдеулер шығады:

(1)

Классикалық механиканың қағидасы бойынша барлық санақ жүйелерінде уақыт ағымы бір-біріне тең болады.

Сондықтан да (1*)

Осы жоғарыда алынған төрт теңдеу Галилей түрлендіруі деп аталынады. (1) және (1*) теңдеулерін уақыт бойынша дифференциалдасақ, онда және жүйелеріндегі нүктесінің жылдамдықтарының арасындағы байланыс анықталынады:

яғни

яғни

яғни (2)

Не болмаса арқылы төмендегіше жазамыз:

(3)

(2) және (3) теңдеулері классикалық механикадағы жылдамдықтарды қосу әдісін береді.

Егер (3) теңдеуін уақыт арқылы дифференциалдасақ, онда яғни

(4)

Бұл өрнектен дененің әр түрлі инерциалдық санақ жүйелеріндегі үдеулері екі жүйеде де бір-біріне тең екенін көреміз. Сондықтан екі жүйенің біреуі инерциалды болса, екіншісі де инециялды болуға тиіс. Ньютонның екінші заңына сәйкес болғандықтан, (4) теңдеуінен денеге әсер ететін күштер барлық санақ жүйелерінде бірдей шамамен анықталатынын көреміз.

Сонымен классикалық механикада динамиканың теңдеулері (қозғалыс теңдеулері) барлық инерциялық жүйелерде бірдей орындалады. Яғни, инерциалды санақ жүйелері бір-біріне толық балама болады, белгілі бір инерциялды санақ жүйесінің ішінде орналаса отырып, оның бір орында тұрғанын, не болмаса бірқалыпты түзу сызықты қозғалыста екенін аңғару мүмкін емес.

Мысал ретінде самолеттің бірқалыпты түзу сызық бойымен ұшуын, немесе автобустың, поездың бірқалыпты түзу сызықты қозғалуын келтіруге болады.