Из опыта хорошо известно, что чем выше лестница, чем больше груз, тем тяжелее его донести доверху. О работе, требующей затраты больших усилий, говорят как о тяжелой физической работе. Но вместе с тем в обыденной жизни в термин «работа» вкладывают подчас самый различный смысл. О лифтере, мирно дремлющем на стуле возле открытой двери лифта, говорят, что он работает. Про альпиниста, поднимающегося с двухпудовым рюкзаком по отвесной стене, говорят, что он отдыхает. А в технике термин «работа» имеет точное количественное выражение независимо от того, кто или что и с какой целью эту работу выполняет.
Так, например, чтобы поднять четырехкилограммовый кирпич на высоту в один метр, надо затратить четыре килограммометра работы. Чтобы поднять его на два метра, надо затратить восемь килограммометров. Такую же работу надо затратить, чтобы поднять на один метр два кирпича и т. д.
Во всех случаях затраченная работа определяется как произведение силы сопротивления на путь, на протяжении которого эту силу приходится преодолевать. При таком подсчете не имеет никакого значения, поднимает кирпичи человек или подъемный кран.
Силы сопротивления испытывают крылышко мухи и крыло воздушного лайнера, электрический ток, бегущий по тончайшему проводничку, резец станка и ковш экскаватора. Всем действиям живых существ и машин противостоит крайне «неудобный» внешний мир, и, чтобы преодолевать его сопротивления, они должны расходовать энергию.
Из собственного опыта мы знаем, что способность человека выполнять физическую работу ограничена. Почему? Потому, что ограничен запас энергии, за счет которой живет и действует любой живой организм.
Энергия — это то «таинственное» качество живого организма, которое позволяет ему выполнять механическую работу. Но ведь механическую работу может производить машина! Значит, она тоже обладает таким «таинственным» качеством?!
Энергия — привычное теперь слово. Однако если вы без специальной подготовки попробуете объяснить, что оно означает, то вам это удастся сделать только очень приблизительно, по-общежитейски. Но даже для первой прогулки в мир автоматов такого интуитивного приблизительного знания недостаточно. Ведь вся история техники, прошлая и настоящая, — это в значительной мере история борьбы за энергию, многие машины — результат этой борьбы.
Хочешь не хочешь, придется нашу прогулку начать «от печки», с повторения того, что большинством из вас прочно забыто.
Так что ж такое энергия? Откуда и как ее черпают живые существа и машины?
