Γιατί τα μηχανικά συστήματα χρειάζονται μια εξωτερική πηγή ενέργειας για να διατηρήσουν την κίνηση;
* τριβή: Όλα τα κινούμενα μέρη σε ένα μηχανικό σύστημα δοκιμάζουν τριβή, η οποία αντιτίθεται στην κίνηση και μετατρέπει την κινητική ενέργεια σε θερμότητα. Αυτή η απώλεια ενέργειας πρέπει να αναπληρωθεί για να διατηρηθεί το σύστημα να κινείται.
* Διάρκεια ενέργειας: Ακόμη και χωρίς τριβή, υπάρχουν άλλοι τρόποι για να διαλυθεί η ενέργεια σε ένα μηχανικό σύστημα, όπως μέσω του ήχου, των κραδασμών και της παραμόρφωσης των υλικών.
* Διατήρηση ενέργειας: Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής δηλώνει ότι η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, να μεταφερθεί ή να μετατραπεί μόνο. Αυτό σημαίνει ότι ένα μηχανικό σύστημα δεν μπορεί να διατηρήσει την κίνηση επ 'αόριστον χωρίς μια εξωτερική πηγή ενέργειας για να αντισταθμίσει την ενέργεια που χάθηκε λόγω τριβής και εξάπλωσης.
Παραδείγματα:
* ένα αυτοκίνητο: Χρειάζεται βενζίνη για να παρέχει την ενέργεια για να διατηρηθεί ο κινητήρας σε λειτουργία, να ξεπεράσει την τριβή στον κινητήρα, τη μετάδοση, τους τροχούς και την αντίσταση στον αέρα.
* Ένα ρολόι: Χρειάζεται ένα ελατήριο τραύματος ή μια μπαταρία για να παρέχει την ενέργεια για να διατηρηθεί τα γρανάζια στροφές, να ξεπεράσουν την τριβή και άλλες απώλειες στον μηχανισμό.
* Ένα εκκρεμές: Ενώ φαίνεται να κουνιέται για πάντα, σταδιακά επιβραδύνεται λόγω της αντίστασης του αέρα και της τριβής στο σημείο περιστροφής. Τελικά, σταματά εκτός εάν μια εξωτερική δύναμη (όπως ένας μηχανισμός wind-up) παρέχει ενέργεια για να αντισταθμίσει τις απώλειες.
Συμπέρασμα:
Η απαίτηση για μια εξωτερική πηγή ενέργειας για τη διατήρηση της κίνησης στα μηχανικά συστήματα αποτελεί θεμελιώδη συνέπεια των νόμων της φυσικής, ιδιαίτερα των αρχών της τριβής, της εξάπλωσης της ενέργειας και της διατήρησης της ενέργειας. Χωρίς αυτήν την ενέργεια, το σύστημα θα επιβραδύνει αναπόφευκτα και τελικά θα σταματήσει.
