приложения этих сил до оси вращения.
• Момент импульса зависит от скорости вращения объекта вокруг своей оси и выражается mνl sin α (где m – масса объекта, ν – его скорость, l – расстояние до оси вращения, а α – угол между вектором скорости и направлением оси).
• Если силы не образуют никакого момента, момент импульса сохраняется. Объекты, приближенные к оси вращения, начинают вращаться быстрее. Если расстояние до оси сократить вдвое, скорость возрастет в два раза, а количество оборотов в секунду – в четыре раза.
• Закон сохранения момента импульса объясняет, почему зима в Северном полушарии короче лета, постепенное отдаление Луны, а также сильные ветра циклона.
• Гироскопический эффект подразумевает, что вращающийся объект отклоняется перпендикулярно вектору двух приложенных сил. Он объясняет равновесие мотоцикла в движении.
Часть 2
Термодинамика
Об энергии любых масштабов
7. Что такое энергия?
Мы во всех аспектах рассмотрели силу и давление, которые являются основой механики. Пришло время приступить к двум более сложным понятиям, о которых мы говорим ежедневно, – энергии и температуре, которые являются основой термодинамики. В частности, мы разберемся в том, почему нельзя ни создать, ни уничтожить энергию, а можно лишь перевести одну форму энергии в другую. Мы рассмотрим два вида энергии: потенциальную – ту, что содержится в барреле нефти или в водохранилище, и кинетическую – энергию горящей печи или движущегося автомобиля.
1. Энергия в повседневной жизни
Как и в случае с силой, мы постараемся дать наиболее точное определение энергии, которое наилучшим образом отвечает интуитивному смыслу, который мы ему придаем. Дело это нелегкое, так как в повседневном лексиконе понятие энергии выражается очень по-разному. В истории физики понятие энергии складывалось постепенно и довольно долго.
Попробуем рассмотреть разные случаи, когда это понятие может возникнуть:
• прием пищи дает нам энергию на целый день, то есть возможность ходить, заниматься спортом, размышлять, разговаривать и т. д.;
• компания Electricité de France вырабатывает электрическую энергию, которая отапливает наше жилье, позволяет работать микроволновой печи или электрической плите, а также холодильнику, телевизору, осветительным приборам и т. д.;
• нефть содержит энергию, позволяющую работать моторам наших машин и самолетов или нагревать водяной пар электроцентралей, которые, в свою очередь, питают свои электрогенераторы;
• в этом же ряду можно назвать ветер, вращающий крылья ветроэнергетических установок; речная вода заставляет вращаться турбины ГЭС, а атомная энергия дает необходимое тепло, чтобы испарять воду тех же электростанций.
Мы
