کار و انرژی از مفاهیم بسیار مهم و اساسی
فیزیک است. انرژی به معنی توانایی انجام دادن کار تعریف
شده است. اگر جسمی بتواند
کار انجام دهد، دارای انرژی است. اما خود کار چیست؟ طبق
تعریف،
کار برابر است با
حاصلضرب داخلی بردار نیرو در بردار جابجایی.
جسمی را از ارتفاعی رها کنید، نیروی وزن
آن جابجا می شود، بنابراین زمین (که نیروی وزن را به جسم
اعمال کرده) روی آن کار
انجام داده است. حال گلوله یک فلزی را نظر بگیرید که با
سرعت در حال حرکت است و
به توپ ساکنی برخورد کرده و آن را پرتاب می کند. گلوله روی
توپ کار انجام داده است،
بنابراین گلوله دارای انرژی بوده است. اگر گلوله ساکن بود
توانایی انجام کار نداشت،
پس دارای انرژی نبود
انرژی
دارایانواع
مختلف، انرژی مکانیکی، انرژی الکتریکی، انرژی شیمیایی،
انرژی گرمایی، انرژیهسته ای ...
می باشد. در سال 1847 فون هلمهولتز
قانون بقایانرژیرا اعلام داشت. بر طبق این قانون، انرژی
را می توان از صورتی به صورتدیگر
تبدیل کرد، اما نمی توان آنرا نابود یا خلق کرد. هرگاه به
نظر آید که در جاییمقداری انرژی
ناپدید شده است، می بایستی در جای دیگر، همین مقدار انرژی
ظاهر شود. این
قانون را قانون اول ترمودینامیک نیز می نامند. تقریباً
یکصد سال قبل ازهلمهولتز، لاووزیه شیمیدان فرانسوی قانون
بقای جرم را بیان داشته بود. طبق قانونبقای جرم، ماده نه به وجود می آید و نه از
بین می رود و در طی یک فرایند شیمیاییمجموع جرم مواد شرکت کننده در آن فرایند
همواره ثابت است. بنابراین در فیزیک کلاسیکدو قانون، قانون بقای جرم و قانون بقای
انرژی شناخته شده و مورد قبولبود.