1. Démontrer les transformations d'énergie:
* Pendule simple: Un pendule oscillant démontre la conversion de l'énergie potentielle (à son point le plus élevé) à l'énergie cinétique (à son point le plus bas) et à nouveau. L'énergie totale reste constante tout au long du swing, en supposant une friction négligeable.
* montagnes russes: Une montagne russe illustre la conversion de l'énergie potentielle (au point le plus élevé) à l'énergie cinétique (car elle accélère la piste) et vice-versa. L'énergie totale reste constante, même avec des pertes de friction comptabilisées.
* Transfert de chaleur: Le chauffage d'une substance et l'observation de son augmentation de la température montre la conversion de l'énergie thermique en énergie interne. Cette expérience montre que l'énergie ne peut pas être créée ou détruite, seulement transformée.
2. Mesurer l'entrée et la sortie d'énergie:
* Expérience de Joule: Les expériences de James Prescott Joule avec des roues à pagaie dans un récipient d'eau ont démontré l'équivalence du travail mécanique et de l'énergie thermique. Il a constaté que les travaux effectués par la roue à palette (mesurés en unités mécaniques) étaient directement proportionnels à la chaleur générée dans l'eau (mesurée en unités thermiques). Cela a confirmé la conservation de l'énergie sous forme de travail et de chaleur.
* calorimétrie: Les expériences de calorimétrie mesurent la chaleur gagnée ou perdue par un système. En comparant l'entrée d'énergie au système (par exemple, la brûlure d'un carburant) avec la puissance de chaleur mesurée, nous pouvons démontrer que l'énergie est conservée.
3. Excluant les théories alternatives:
* Machines de mouvement perpétuelles: Les tentatives de création de machines de mouvement perpétuelles, les appareils qui produisent de l'énergie sans aucune entrée, ont toujours échoué. Ces échecs fournissent des preuves solides contre la possibilité de créer ou de détruire l'énergie.
4. Établir le principe par observation:
* Observation des phénomènes naturels: Observant des phénomènes naturels comme la rotation de la Terre, les orbites planétaires et le flux de rivières, nous pouvons voir que l'énergie est conservée. Ces systèmes sont régis par des lois physiques qui soutiennent le principe de la conservation de l'énergie.
En résumé, les expériences sont essentielles pour:
* démontrant la transformation de l'énergie entre différentes formes.
* Quantification de l'entrée d'énergie et de la sortie d'un système.
* théories de réflexion qui contredisent le principe de la conservation de l'énergie.
* observant et confirmant le principe des phénomènes du monde réel.
Le principe de conservation de l'énergie est une pierre angulaire fondamentale de la physique, et les expériences jouent un rôle essentiel dans sa validation et sa compréhension.
