7-2 能量的轉換和守恆

之前提到能量，本回會針對力學能進行講解，

力學能本身有一個特性就是，對於同一個東西，總合的力學能(位能+動能)一定是相等。

所以物體A

上一個時間的 力學能 (E1) = 位能 (U1) + 動能 (Ek1)

下一個時間的 力學能 (E2) = 位能 (U2) + 動能 (Ek2)

並且這兩個時間的力學能相等 E1 = E2

所以只要利用這一點，就可以求出整個過程的能量變化或高速、速度等特性。

如以下這個簡單的範例：

第一個重點是能量全部都相等，

剛丟上去的 E1 ，飛行中的 E2 到 E4 ，以及剛落地的 E5 能量都一樣。

那這邊當然挑最簡單的，比如說剛丟上去的 E1

之前說位能是高度影響，挑在地面的，高度等於0，

0 乘上任何數等於 0 ，可以消去位能這項，這樣比較好算。

如以下的過程：

那假如求最大高度也簡單，東西往上丟，越來越高，但是速度越來越慢，

速度剛變成 0 ，要往下掉的時候，就是最大高度，也就是 E3 的位置。

所以我們可以挑 E1 = E3 這個去算：

動能和速度有關，速度因為是0，可以把動能消掉。

所以同理，東西往下掉，位置越來越低，

最低的時候，就是落地的時候，也就是 E5，

所以這次挑 E1 = E5 的時候來算：

記得 E5 和 E1 一樣，都是在地面的位置，所以高度是0，

因此位能可以被消掉。

除了位能和動能的轉換之外，

科學家焦耳也發現，其實力學能也可以轉換成熱，

他把東西綁在轉軸上，放開手以後，東西往下掉，

轉軸轉動水後，其實水的溫度會上升。

當然，最後要記得一件事情，能量守恆，

必須一開始定好哪個實驗範圍之後，

就不能再更動範圍，比如說下面的圓形和三角形，

他們總和能量是固定，但是不能中途加新的東西，

或是拿掉不同的東西，再說他能量沒守恆。

最後就是，能量其實也可以和質量護換，

愛因斯坦提過的公式，就是可以把質量轉換成能量，

所以假如你每發現一公克的質量減少了，產生核反應，

實際上就會產生1 X ( 3X10^8 )^2 焦耳的能量。