Denken Sie an Federn und bewegte Massen - beide können zum Speichern von Energie verwendet werden, die Feder über Spannung und die Masse über kinetische Energie . Aber die tägliche Erfahrung sagt uns, dass, während Federn diese Energie im Wesentlichen auf unbestimmte Zeit halten können, ein sich bewegendes Objekt immer langsamer wird und schließlich stoppt.
Ein sehr ähnliches Phänomen kann in elektrischen Schaltkreisen beobachtet werden – Kondensatoren verhalten sich wie Federn und können Ladung und Energie für lange Zeit halten, während Induktoren Energie in Form eines Magnetfelds halten, das durch eine sich bewegende Ladung induziert wird – die wiederum ziemlich schnell abfällt .
Mir ist klar, dass beide Methoden im Idealfall verlustfrei sind und Energie nur aufgrund von "Unvollkommenheiten" verloren geht - Reibung bei bewegten Massen und elektrischer Widerstand bei Magnetfeldern von Induktoren. Aber gibt es einen fundamentalen oder „philosophischen“ Grund, der erklärt, warum wir erwarten könnten, dass dies so ist? Warum gibt es keinen ähnlichen Mechanismus wie Reibung / Widerstand, der einen schnellen Energieverlust in einer komprimierten Feder oder einem geladenen Kondensator verursacht? Gibt es eine zugrunde liegende Ursache, die die Seltenheit sowohl von reibungsfreien Oberflächen als auch von Supraleitern erklärt? Oder ist es nur ein Zufall?
Hier ist eine Möglichkeit, darüber nachzudenken.
Um Informationen zu übertragen, muss etwas Energie aufgewendet werden.
Jede nachweisbare Veränderung in der Umgebung muss einige Informationen enthalten und ist daher mit einer gewissen Energieübertragung verbunden.
Wenn sich eine Masse durch Luft bewegt, kann ihre Bewegung durch Analyse der Änderungen des Luftdrucks erfasst werden. Die Masse muss einen Teil ihrer Energie aufwenden, um Luftmoleküle zu schieben.
Wenn ein Strom in einem normalen Draht (kein Supraleiter) fließt, könnte er durch die Luftkonvektion und Strahlung aufgrund der Erwärmungswirkung des Stroms erfasst werden. Die sich bewegenden Elektronen müssen etwas Energie aufwenden, wenn sie mit den Atomen des Drahtes kollidieren.
Wir können ein sich bewegendes Objekt in einem Vakuum erkennen, indem wir es einfach anschauen, aber in diesem Fall kommt die Energie des reflektierten Lichts, das wir erkennen, von woanders, dh das Objekt muss keine Energie aufwenden, um erkannt zu werden , kann sich also unbegrenzt bewegen.
Offensichtlich verursachen ein ideal geladener Kondensator oder eine komprimierte Feder keine Veränderungen in der Umgebung, sodass keine Energie aufgewendet werden muss.
Fassen Sie also zusammen (ohne Verallgemeinerung), wenn ein Objekt einige nachweisbare Veränderungen in der Umgebung verursacht, muss etwas Energie aufgewendet werden. Diese Energie kann entweder von einer externen Quelle oder vom Objekt selbst stammen, in diesem Fall verliert das Objekt seine Energie.
Eine andere mögliche Erklärung ist, dass potentielle Energie nicht verloren geht , wenn keine "Aktion" ausgeführt wird, während kinetische Energie verloren geht , wenn die "Aktion" nicht fortgesetzt wird .
Bei der Feder und dem Kondensator wird potentielle Energie gespeichert, bei einer Masse und einem Induktor ist es die Bewegung , die die kinetische Energie erzeugt .
Da es eine Reihe von Dingen gibt, die die "Bewegung" stören können, ist kinetische Energie Verlusten ausgesetzt .
JMac
VF