Question

能量的转化和守恒定律

Answer 1

在非洲东部，当地土人有一种巧妙的捕猎方法：他们在一棵树上放一箱蜂蜜，在树的中央用绳索吊一大截木头，在树下的地上埋一些削尖的木橛。蜂蜜的香味会招来贪吃的黑熊，但当熊爬到树中间时被木头挡仆人路。熊用爪于将木桩推开，木桩落下时打在熊的头上。熊又用更大的力将木桩推开，木桩也更重地打在熊的头上。这时熊被激怒了。它奋力将木桩打开，木桩又会重重地打在熊的头上，就这样熊与木桩展开一场激烈的搏斗。最后，熊终于筋疲力尽而从树上掉下来，落在木橛上被人们捕获。这个装置可以连续使用，且效果颇佳。

那么，到底是谁将熊从树上打下来的呢?原来正是熊自　己。当熊将木桩以一定的速度推开时，木桩在摆动过程中位置升高，重力势能增加，速度减小，这时动能转化成木桩的势能;当到最高点时，动能全部转化成势能，接着木桩摆回，这时势能又转化成动能，使木桩速度越来越快，摆到最低点时，势能全部转化成动能。熊正好是在最低点，所以木桩将以熊推开它的速度的大小打在熊的身上。

在这个捕兽装置中，实际上，是利用了能量的转化和守恒定律。这个定律在物理学中是极其重要的'，被人们称为是贯穿物理学的一条“红线”，恩格斯称它为“伟大的运动定律”。然而你可能不相信，这个伟大的运动定律却不是由物理学家首先提出的，第一个发现它的是一位医生，名叫迈尔。

迈尔是一位德国的医生，但他对生物学、化学和物理学都非常感兴趣。并且一边行医，一边从事研究。1840年，迈尔作为一名随船医生从苏腊巴亚到爪哇。在爪哇，他发现当地人的静脉血不像其他高度地区的人那样是暗红色，而是和动脉血一样呈鲜红色。这一发现使他十分惊讶和好奇。并引起了他长时间的思考，终于在1841年航行结束时，得出了比较成熟的看法。他用燃烧理论解释以上现象，认为由于当地气候炎热，人们不需要从食物中摄取过多的热量，所以肌体中食物的燃烧过程减弱了，静脉血中留下了较多的氧，因此呈鲜红色。他又进而想到化学家一般认为的物质不灭，也可以应用到“力”(当时人们将能量也叫力)上。认为力(即能量)同物质一样也是不可破灭的，它们加入不同的组合，在旧的形式中消灭了，又形成新的形式。

1842年，迈尔将载有他上述观点的文章《关于机械力的评论》发表在德国生物、化学家李比希主编的《化学和药学》杂志上，从而成为提出能量的转化和守恒定律的第一人。