Skildringer Af Naturvidenskaberne For Alle

1053 OM KRAFTENS UFORGÆNGELIGHED. 1054 disses oprindelige indbyrdes Afstande. Naar en Smedehammer falder ned paa den glødende Jermnasse,- udfører den det Arbeide, der ud- fordres for at bringe Jernets særskilte Smaadele nærmere til hverandre, og det er da de indre Kræfter, som holde disse Smaadele adskilte, der skulle overvindes. Arbeidets Størrelse maales ved det Produkt, som erholdes ved Multiplikation af det Tal, der betegner den løftede Byrdes Vægt — eller, hvad der er det Samme, den Kraft, som over- vindes — med det Tal, som angiver den lodrette Høide, hvortil samme Byrde løftes. Holde vi os til de her i Landet brugelige Enheder for Vægt og Længde, faas som Arbeidsenhed det Arbeide, som fordres til at løfte ét Pund én Fod op; denne Enhed kaldes Pundfoden. Naar jeg saaledes løfter ti Pund én Fod op, kaldes Arbeidet ti Pundfod; samme Arbeide kan jeg udrette ved at hæve 5 Pund 2 Fod eller 2 Pund 5 Fod op o. s. v. Vi omtalte nylig, at Energi er ensbetydende med Evnen til at udrette Arbeide. Det har herved den største Betydning at erindre, at der hermed aldeles ikke er sagt, at der virkeligt forrettes noget Arbeide. Tænke vi os en Vandmasse, indesluttet i en Dam, saa forretter den vel ikke noget Arbeide, men derimod har den en i sig boende Evne hertil og vil ogsaa kunne udrette et Arbeide, naar den faar Lov til at falde ued paa et Mølle- hjul. Holdes Adgangen til Møllehjulet lukket, vedbliver dog Vandet i Dammen at være i Be- siddelse af Energi, skjøndt der ikke udrettes noget Arbeide. Antag nu, at Vandet falder ned paa Hjulet og derved synker ned til et lavere Niveau under Hjulet; hvad er der da blevet af den Energi, som fer fandtes boende i Vand- massen? Den Evne til Arbeide eller den Energi, det som Følge af sit høiere Leie havde, er aabenbart forsvunden; thi nu kan det jo ikke mere falde ned paa Hjulet, men i Stedet herfor har Vandet sat Hjulet i Bevægelse. En faldende Masse kan saaledes udrette et Arbeide. Den Energi, der beroer paa Bevægelsen, kaldes Bevægelses-Energi eller aktuel Energi til Forskjel fra den for omtalte, der betinges af Legemets Stilling og kun er til Stede som Mulighed til Arbeide; denne sidste Form kaldes potentiel Energi. Mellem disse tvende Former af Energi findes der en høist mærk- værdig Sammenhæng: Naar den ene forøges, formindskes den anden i samme Forhold, saa at deres Sum altid vedbliver at være den samme. Naar jeg kaster en Sten lodret op i Luften, saa vide vi, at den, alt imedens den stiger, uop- hørligt formindsker sin Hastighed; naar den har naaet det høieste Punkt, er dens Hastighed for et øieblik lig med Nul, d. v. s. da er al den Bevægelses-Energi, som jeg ved Haandens Hjælp meddelte Stenen, fortæret, idet den er gaaet med til Forretning af det Arbeide, der ligger i Stenens Løftning. Men nu indtager Stenen i Forhold til min Haand en bekvem Stilling; den kan falde tilbage til sit Udgangspunkt. I Vendepunktet besidder Stenen saaledes sin største potentielle Energi. Alt som den falder, forøges dens Hastighed og dermed ogsaa dens Bevægelses- Energi, men Afstanden mellem Stenen og Haanden formindskes, og den potentielle Energi, der er afhængig af Stillingen, aftager. Idet Stenen igjen naar Haanden, er denne Energi Nul, men Bevægelses-Energien er størst og nøiagtigt lige saa stor som den Energi, jeg fra Begyndelsen af meddelte Stenen, den Gang jeg kastede den op i Luften. Et andet, særdeles oplysende Exempel, som viser, hvorledes disse tvende Former af Energi uophørligt vexle, have vi i en svingende Pendul. En Kugle P hænges op i en lang Snor P O (Fig. 1.). Fører jeg nu Kuglen et Stykke til Siden, til A, idet den følger Cirkelbuen P A, saa vil Kuglen i Stillingen A befinde sig et Stykke (Aa) opløftet over den gjennem P gaaende Hori- zontallinie. Jeg har saaledes ved at drage Kuglen til Siden udrettet et Arbeide, der maales ved Kuglens Vægt, multipliceret med den Høide, Aa, til hvilken den blev hævet. Giver jeg nu slip paa Kuglen, vil den som en Følge af Tyngdekraften falde ned efter Cirkelbuen til P; i lodret Længde er den da faldet et Stykke, Aa. I A havde Kuglen ingen Hastighed, men var derimod hævet til en Høide, Aa, over Hori- zontallinien, d. v. s. da var al dens Energi potentiel eller i Hvile. I P derimod har Kuglen sin største Hastighed, og dens Bevægelses-Energi er da den størst mulige, medens dens potentielle er Nul, thi Kuglen kan ikke falde dybere Som Følge af sin Hastighed i P kan Kuglen nu gaa over paa Buen PB, gjennem hvilken deu mere og mere hæver sig op over Horizontallinien, saa at dens potentielle Energi stedse voxer, medens dens Hastighed aftager. I B er Kuglen steget til sin største Høide, Bb, hvor dens Hastighed er Nul, og- den begynder atter at falde med til- tagende Hastighed, medens Høiden over Horizon- tallinien aftager Paa denne Maade skulde det nu vedblive at gaa i al Evighed, og den Kuglen en Gang meddelte Energi (ved dens første Be- vægelse til Siden) hverken forøges eller for- mindskes , men kun en uophørlig Skiften fra den ene Form til den anden finde Sted. At