Закон сохранения энергии считается одним из фундаментальных законов природы. Однако закон этот (как и законы Ньютона) выполняется не всегда. Проведем два эксперимента. Поднимем груз массой m на высоту h электрическим краном, рис. 1.
При этом производится работа
А = mgh.
Потенциальная энергия груза увеличивается на
Wп = mgh.
Из электрической сети потребляется внешняя энергия, равная
W = Wп/k,
где k – кпд крана.
Закон сохранения энергии выполняется.
Проведем другой эксперимент. Груз массой m поднимем на высоту h постоянным магнитом, рис. 2.
При этом производится работа
А = mаh,
где а - ускорение груза.
Потенциальная энергия груза увеличивается на
Wп = mgh.
Но энергии извне (электрической, тепловой, механической и т. д.) в этом случае не потребляется. Груз перемещается и работа производится в результате взаимодействия полей. Магнитное поле постоянного магнита в области его действия компенсирует гравитационное поле земли и груз перемещается.
Итак, можно сделать следующий вывод: в условиях взаимодействия полей возможно совершать работу (и извлекать энергию) не затрачивая энергии извне.
Примером взаимодействия полей является гравитационное взаимодействие космических объектов, в частности Солнца, Земли и Луны. Одним из результатов этого взаимодействия являются приливы и отливы вод мирового океана. И это явление уже используется для производства полезной энергии с помощью приливных электростанций (ПЭС) без затрат энергии извне.
Считается, что работа ПЭС приводит к уменьшению скорости вращения Земли. Однако этот вывод сделан на основе закона сохранения энергии и не согласуется с физической картиной происходящих процессов. Но если в некоторых случаях мы подвергаем сомнению справедливость закона, то сомнителен и вывод, сделанный на его основе. Дело в том, что плотина ПЭС не препятствует приливам и отливам, а лишь направляет воду к турбинам станции. И поскольку природные явления – приливы и отливы – не нарушаются, то и нет причин уменьшения скорости вращения Земли.
Источником энергии ПЭС является нестационарность гравитационного поля, его изменение в течение суток в месте расположения ПЭС.
Кроме того, источником энергии вращения космических объектов вокруг собственной оси и центров масс является энергия взаимодействия их гравитационных полей, и при этом она не иссякает.
Приливные электростанции, возможно, лишь первые примеры практического использования взаимодействия полей, их нестационарности. В дальнейшем можно ожидать расширения использования взаимодействия, нестационарности полей.