Էներգիայի պահպանման օրենք

**Էներգիայի պահպանման օրենք**, բնության հիմնարար օրենքներից է։ Ըստ այդ օրենքի՝ մեկուսացված ֆիզիկական համակարգի համար կարելի է ներմուծել մի սկալյար ֆիզիկական մեծություն՝ էներգիա, որը համակարգի պարամետրերի ֆունկցիա է և պահպանվում է ժամանակի ընթացքում։ Սահմանվել է փորձնականորեն։ Քանի որ էներգիայի պահպանման օրենքը վերաբերում է ոչ թե որոշակի մեծությունների և երևույթների, այլ արտացոլում է ընդհանրական, ամենուր և միշտ կիրառելի օրինաչափություն, ապա այն կարելի է անվանել ոչ թե էներգիայի պահպանման *[[Ֆիզիկական օրենք|օրենք]]*, այլ՝ *[[սկզբունք]]*։

Հիմնարար տեսանկյունից՝ ըստ Նյոթերի թեորեմի, էներգիայի պահպանման օրենքը ժամանակի համասեռության հետևանք է, այսինքն՝ համակարգի դիտարկման պահին ֆիզիկայի օրենքների անկախության հետևանք ժամանակից։ Այս իմաստով էներգիայի պահպանման օրենքն ունիվերսալ է, այսինքն՝ բնորոշ է ամենատարբեր ֆիզիկական բնույթով համակարգերին։ Ընդ որում այս պահպանման օրենքի իրականացումը յուրաքանչյուր որոշակի համակարգում հիմնավորվում է այդ համակարգի ենթարկվածությամբ իրեն բնորոշ դինամիկայի օրենքներին, որոնք տարբեր համակարգերի համար տարբեր են։

Պատմական պատճառներով ֆիզիկայի տարբեր բաժիններում էներգիայի պահպանման օրենքը ձևակերպվել է մյուսներից անկախ, ինչի հետ կապված ներմուծվել են էներգիայի տարբեր տեսակներ։ Ասում են, որ հնարավոր է մի տիպի էներգիայի անցում մյուսին, սակայն համակարգի լրիվ էներգիան, որը հավասար է տարբեր տիպի էներգիաների գումարին, պահպանվում է։ Քանի որ էներգիայի տեսակավորումը տարբեր տիպերի պայմանական է, այդ տեսակավորումը ոչ միշտ կարելի է անել միարժեքորեն։

Էներգիայի ամեն տիպի համար պահպանման օրենքը կարող է ունենալ ունիվերսալ ձևակերպումից տարբերվող տեսք։ Օրինակ, դասական մեխանիկայում ձևակերպվել է մեխանիկական էներգիայի պահպանման օրենքը, թերմոդինամիկայում՝ թերմոդինամիկայի առաջին սկզբունքը, էլեկտրադինամիկայում՝ Պոյնտինգի թեորեմը։

Մաթեմատիկական տեսանկյունից էներգիայի պահպանման օրենքը համարժեք է պնդմանը, որ տվյալ ֆիզիկական համակարգի դինամիկան բնութագրող դիֆերենցիալ հավասարումների համակարգն ունի շարժման առաջին ինտեգրալ, որը կապված է ժամանակի հանդեպ շեղման նկատմամբ հավասարումների սիմետրիկության հետ։

## Օրենքի հիմնարար իմաստը
Էներգիայի պահպանման օրենքի հիմնարար իմաստը բացահայտվում է Նյոթերի թեորեմով։ Ըստ այդ թեորեմի, յուրաքանչյուր պահպանման օրենք միարժեքորեն համապատասխանում է ֆիզիկական համակարգը նկարագրող հավասարումների այս կամ այն սիմետրիային։ Մասնավորապես, էներգիայի պահպանման օրենքը համարժեք է ժամանակի համասեռությանը, այսինքն՝ համակարգը նկարագրող բոլոր օրենքների անկախությանը համակարգի դիտարկման պահից։

Այս պնդումի արտածումը կարելի է ստանալ, օրինակ, լագրանժյան ֆորմալիզմի հիման վրա։ Եթե ժամանակը համասեռ է, ապա համակարգը նկարագրող Լագրանժի ֆունկցիան բացահայտ կախված չէ ժամանակից, այդ պատճառով լրիվ ածանցյալն ըստ ժամանակի ունի հետևյալ տեսքը՝

: \frac{{\rm d}L}{{\rm d}t} = \sum_i\frac{\partial L}{\partial q_i}\dot q_i + \sum_i\frac{\partial L}{\partial \dot q_i}\ddot q_i։
Այստեղ L(q_i, \dot q_i)-ն Լագրանժի ֆունկցիան է, q_i, \dot q_i, \ddot q_i-ը՝ ընդհանրացված կոորդինատները և համապատասխանաբար դրանց առաջին և երկրորդ ածանցյալներն ըստ ժամանակի։ Կիրառելով Լագրանժի հավասարումները՝ փոխարինենք \frac{\partial L}{\partial q_i} ածանցյալները \frac{\rm d}{{\rm d}t}\frac{\partial L}{\partial \dot q_i} արտահայտությամբ. 
: \frac\varphi_{ab}\mathrm dr_{ab}\right] = \sum\frac{m_aQ_a^2}{2} - \sum\frac{m_aq_a^2}{2},
որտեղ Q_a-ն և q_a-ն մարմնի արագություններն են համապատասխանաբար R_{ab} և r_{ab} դիրքերում, իսկ \varphi_{ab}-ն «r ուղղությամբ ազդող ուժի մեծությունն է» և «համարվում է դրական, եթե կա ձգողություն, և բացասական, եթե դիտվում է վանողություն...»։
Այսպիսով, Հելմհոլցի գլխավոր նորամուծությունը պոտենցիալ ուժի և պոտենցիալ էներգիայի հասկացություններն էին, ինչը թույլ տվեց հետագայում ընդհանրացնել ֆիզիկայի բոլոր բաժինների էներգիայի պահպանման օրենքները։

### «Էներգիա» բառի ներմուծումը
«Կենդանի ուժ» հասկացությունից «էներգիա» հասկացության անցումը տեղի ունեցավ 19-րդ դարի երկրորդ կեսի սկզբին և կապված էր այն բանի հետ, որ ուժ հասկացությունը արդեն զբաղեցրել էր նյուտոնյան մեխանիկան։ Էներգիայի հասկացությունն հենց այդ իմաստով դեռ 1807 թվականին ներմուծել էր Թոմաս Յունգը իր «Բնական փիլիսոփայության և մեխանիկական արվեստի դասախոսությունների դասընթաց» գրքում ()։ Էներգիայի առաջին խիստ սահմանումը տվել է Ուիլյամ Թոմսոնը 1852 թվականին «Ջերմության դինամիկական տեսություն մասին» աշխատանքում.

## Օրենքի փիլիսոփայական նշանակությունը
Էներգիայի պահպանման օրենքի բացահայտումը ազդեցություն ունեցավ ոչ միայն ֆիզիկական գիտությունների զարգացման վրա, այլև՝ 19-րդ դարի փիլիսոփայության։

Ռոբերտ Մայերի անվան հետ է կապվում այսպես կոչված բնագիտական էներգետիզմի ծագումը՝ մի աշխարհայացք, որը գոյություն ունեցող ամեն ինչ կապում է էներգիայի, նրա շարժման և փոխակերպման հետ։ Մասնավորապես, նյութը և ոգին այս պատկերացումով էներգիայի ձևեր են։ Էներգետիզմի այս ուղղության գլխավոր ներկայացուցիչը գերմանացի քիմիկոս Վիլհելմ Օստվալդն էր, որի փիլիսոփայության բարձրագույն իմպերատիվ դարձավ «Ոչ մի էներգիա իզուր մի՛ ծախսիր, օգտագործի՛ր այն» կարգախոսը։

## Ծանոթագրություններ

## Գրականություն
* Էներգիայի պահպանման օրենքը ֆեյնմանյան դասախոսություններում
* 
* 

Կատեգորիա:Էներգիա (ֆիզիկա)
Կատեգորիա:Պահպանման օրենքներ