Навеяно ремонтом и подвижками холодильника.
Мы сейчас инерционные системы рассматривать принципиально не будем, поскольку, они чисто теоретические, а у нас практика сплошная.
1. Надо сказать, что мы и понятия не имеем, какова масса холодильника и какое ускорение мы ему придавали. Известно только то, что сдвинули мы его на 2 метра. Поэтому возьмем условные 50 кг и 2 м/с^2 ускорения. Итого, выполнили работу в размере A=mas=50*2*2=200 Дж. Пересчитаем в кинетическую энергию и узнаем, что у нашего холодильника образовалась кинетическая энергия в размере Т=mv^2/2. Откуда его скорость примерно, 2.8 м/с.
Но двигаться и дальше с такой скоростью он отказался, поскольку система у нас неинерционная, а встал как вкопанный. Другими словами, кинетическая энергия ХОЛОДИЛЬНИКА не сохранилась. Закон сохранения массы выполнился, а закон сохранения ЭНЕРГИИ – нет. Далее следуют заверения, что она просто перешла в другие виды энергии в СИСТЕМЕ. То есть, кинетическая энергия холодильника не то, чтобы ушла на работу против сил трения и гравитации, она просто перешла в другие виды энергии. В тепловую, например. И это называется – сохранилась в СИСТЕМЕ.
Однако, в СИСТЕМЕ энергии было немножко больше. А именно, мы собственной массой двигали этот холодильник. Поэтому в системе должно было сохраниться (пусть наша масса 60 кг) А=(m1+m2)*a*s=(50+60)*2*2=440 Дж. А теперь, просто представьте себе склад бытовой техники, где эту технику туда сюда перемещают целый день. Если нанять более массивных грузчиков, то и отапливать такое помещение необязательно.
А в целом, по планете: энергия производится любым движением, сохраняется и накапливается…
Короче, рассчитываемая величина и сохраняться может только в расчетах.
2.Потенциальная энергия.
Это про пружину хорошо говорить на тему потенциальной энергии. И то, поскольку работа по перемещению ее, допустим конца, в результате будет равна нулю по причине противоположного направления второго действа, непонятно, откуда увеличение общей энергии в два раза? E=T+П. Скорее уж она будет равна нулю E=T+(-П). Причем, таковой она останется и в инерционной системе. То есть, в вакууме, в открытом космосе. Наличие потенциальной энергии в данном случае – личное качество пружины. Обусловленное конструктивными особенностями. Просто кусок стали ничем подобным отличаться не будет.
Но потенциальную энергию приписывают и телу, поднятому на некоторую высоту над неким уровнем. Однако такая энергия для таких тел необязательно присутствует. То есть, тело можно поднять и поставить на полку. И потенциальная энергия его никогда не проявится. Можно опустить в яму, и потенциальная энергия на подъем – тоже никогда не проявится. Энергия на подъем и потенциальная, обычно разные и силы ее вызывающие - разные. Чтоб поднять тело на некую высоту, говорят, надо 2g применить. Потенциальная всегда будет танцуя от g.
Прям, даже затрудняемся посчитать скорость от полной механической энергии тела. Она получится больше фактической и несоответствующей ничему реальному.
В общем, применять понятие потенциальной энергии к телу, не рискующему упасть с высоты, более чем странно. Однако для любых тел декларируется полная механическая энергия Е=T+П. Ну и ее сохранение. То есть, сохранение того, чего может никогда и не осуществится. Вероятно, сразу перейдет в тепловую энергию и энергию деформации.
Может, стоить называть такую энергию не потенциальной, а «вероятной» и рассчитывать только тогда, когда осуществляется соответствующий сценарий? А хотите пример, когда потенциальная и кинетическая – это одно и тоже? Это когда что-нибудь съезжает по наклонной плоскости. И как в этом случае полную энергию посчитать?
3. Внутренняя энергия – это приписываемая величина. Она не всегда была Е=mс^2. Предлагались и другие варианты.
Однако, это единственная энергия, которая сохраняется при сохранении массы (опять же – в расчетах). Поскольку только от величины массы и зависит. Ее не волнуют ни кинетическая энергия, ни потенциальная. И сохраняется она не в системе, где движется частица, а исключительно в системе самого тела (частицы). То есть, в системе частицы теоретически ее масса движется все время со скоростью С. А в системе, где сохраняется кинетическая и потенциальная энергии у нее внутренней энергии и нет. Поскольку энергия – это пересчет работы, а никакой работы в системе, где должна двигаться частица, внутренняя энергия не производит.
Поэтому, в составе «полной энергии» частицы эта энергия выступать не может. Тем более что, скорость частицы в СИСТЕМЕ окажется больше чем С. Даже если она просто лежит на полке (учитывая потенциальную).
Но поскольку, никто ничего предосудительного в сложении энергий из разных систем не видит, то давайте для полноты картины, еще энергию тела относительно не пола, а стенки прибавим. Ну и сохраним, естественно.
Потенциальная энергия там станет кинетической, а кинетическая будет равняться нулю, поскольку по оси х никаких смещений не предвидится.
Нам кажется, что не стоит мешать в одну кучу разные по смыслу расчетные величины, и делать на этом основании серьезные выводы. Например, о скорости фотоэлектрона при фотоэффекте. Для ее расчета хватит реального импульса.
p/c: Кстати, о гениальном утверждении о том, что масса и энергия – одно и то же. Если долго тереть кусочек золота, то тепловая энергия трения должна добавлять этому кусочку и массы. Ну, Вы поняли задумку, да?
Главное, думайте чего тереть. А то энергия вещь универсальная, а масса-то конкретного вещества.