В реальных механизмах трение неизбежно. Шарик, катящийся по столу, со временем останавливается. Качели, если их не раскачивать, затухают. Маятник постепенно замедляется.
Куда девается механическая энергия в этих случаях? Она не исчезает — она переходит во внутреннюю энергию тел: поверхности трущихся тел нагреваются. Это открытие принадлежит английскому физику Джеймсу Джоулю, который экспериментально доказал эквивалентность механической работы и теплоты.
Полная энергия замкнутой системы, по воле Бога, остаётся постоянной. Энергия не может быть создана или уничтожена — она лишь переходит из одной формы в другую.
Таким образом, закон сохранения энергии — это не просто закон механики. Это всеобщий закон природы, охватывающий все явления: механические, тепловые, электрические, химические, ядерные.
Закон сохранения энергии — один из величайших законов, открытых человечеством. Он позволяет:
Внутренняя энергия тела складывается из кинетической энергии движения его молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. При трении механическая энергия превращается в энергию хаотического движения молекул — внутреннюю энергию. Тело нагревается.
Обратный процесс — полное превращение внутренней энергии в механическую — невозможен. Это ограничение устанавливает второе начало термодинамики, но это уже предмет другой главы.