⠀⠀ Всем привет, меня зовут Савин Валерий, я репетитор по физике. В последнее время всё чаще и чаще мои новые ученики испытывают проблемы с пониманием того, что есть "энергия". Да и самые пытливые из них пытаются "пропустить" это понятие через себя, осмыслить его и попытаться представить, что же такое энергия.
⠀⠀Для понимания этого понятия я привожу вам отрывок из замечательной книги "Фейнмановские лекции по физике. Том 1: Современная наука о природе, законы механики. Авторы: Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс, благодаря которому я сам, когда ещё учился в университете, смог наконец-то понять и осознать, что такое энергия.
"... Существует факт, или, если угодно, закон, управляющий всеми явлениями природы, всем, что было известно до сих пор. Название его - сохранение энергии. Он утверждает, что существует определённая величина, называемая энергией, которая не меняется ни при каких превращениях, происходящих в природе. Само это утверждение весьма и весьма отвлеченно: это по существу математический принцип, утверждающий, что существует некоторая численная величина, которая не изменяется ни при каких обстоятельствах. Это отнюдь не описание механизма явления или чего-то конкретного, просто-напросто отмечается то странное обстоятельство, что можно подсчитать какое-то число и затем спокойно следить, как природа будет выкидывать любые свои трюки, а потом опять подсчитать это число - и оно останется прежним.
⠀⠀ И поскольку утверждение это отвлеченно, мы выявим его смысл на некоторой аналогии.
⠀⠀Познакомимся с мальчиком, этаким Монтигомо Ястребинный Коготь: у него есть большие кубики, которые даже он не может ни сломать, ни разделить на части. Все они одинаковы. Пускай их у него 28 штук. Мама оставляет его утром дома наедине с этими кубиками. Каждый вечер она подсчитывает, сколько у него кубков, - она немного любопытна! - и открывает поразительную закономерность: что бы её сынишка ни вытворял с кубиками, их все равно оказывается 28! Так это тянется довольно долго, и вдруг в один прекрасный день она насчитывает только 27 штук. После недолгих поисков кубик обнаруживают под ковром: ей приходится всё обыскать, чтобы убедиться в неизменности числа кубиков. В другой день кубиков оказывается 26: Снова тщательное исследование показывает, что окно отворено; взглянув вниз, она видит два кубика в траве. В третий раз подсчёт даёт 30 кубиков! Это приводит маму в полное замешательство, но потом она вспоминает, что в гости приходил соседский мальчик Кожаный Чулок, видимо, он захватил с собой свои кубики и позабыл их здесь. Она убирает лишние кубики, затворяет плотно окно, не пускает больше гостей в дом и тогда всё опять идёт как следует, пока однажды подсчёт не даёт 25 кубиков... Правда, в комнате имеется ящик для игрушек, маме хочется и в него заглянуть, но мальчик кричит: "Не открывай мой ящик!" и начинает рев; мама к ящику не допускается. Как же быть? Но мама любопытна и хитра, она придумывает выход! Она знает, что кубик имеет массу 500 г; она взвешивает ящик, когда все 28 кубиков на полу, он имеет массу 1 кг. Когда в следующий раз она проверяет количество кубиков, она опять взвешивает ящик (его масса оказывается равной 2,5 кг), вычитает 1 кг и делит на 500 г. Таким образом она устанавливает, что три недостающих кубика находятся в этом самом ящике. Также она открывает, что:
⠀⠀(Число имеющихся кубиков) + (Масса ящика - 1 кг)/500 г = Постоянная величина (в нашем случае 28)
⠀⠀Но в дальнейшем возникают отклонения от этой формулы. Снова в результате кропотливых изысканий выясняется, что кубиков не хватает и что при этом уровень в стиральной машинке почему-то изменился. Дитя, оказывается, швырял кубики в воду, а мать не может их увидеть - вода мыльная; но она может узнать, сколько в воде кубиков, добавив в формулу новое слагаемое. Первоначальный уровень воды в машинке 40 см, а каждый кубик поднимает воду на 0,3 см, так что новая формула такова:
⠀⠀(Число имеющихся кубиков) + (Масса ящика - 1кг)/500 г + (Уровень воды - 40 см)/0,3 см = Постоянная величина (в нашем случае 28)
⠀⠀Мир представлений мамы постепенно расширяется, она находит весь ряд членов, позволяющих рассчитывать, сколько кубиков находится там, куда она заглянуть не может. В итоге она открывает сложную формулу для количества, которое должно быть рассчитано и которое всегда остаётся тем же самым, что бы её дитя ни натворило.
⠀⠀Важно понимать, что физике сегодняшнего дня неизвестно, что такое энергия. Мы не считаем, что энергия передаётся в виде пилюль. Ничего подобного. Просто имеются формулы для расчёта определённых численных величин, сложив которые, мы получаем число 28 - всегда одно и то же число..."
⠀⠀Так что, получается, физики и сами до конца не понимают, что такое энергия. Всё, что вам нужно знать на данный момент, так это то, что энергия - некоторая величина, которая всегда сохраняется, и что физики вывели ряд формул, которые помогают отслеживать её сохранение.
⠀⠀На этом на сегодня всё. Читайте и развивайтесь, успехов!
