Enerģijas saglabāšana pret impulsu | Momentum saglabāšana vs Enerģijas saglabāšana
Enerģijas saglabāšana un impulsa saglabāšana ir divas svarīgas fizikā apspriestas tēmas. Šiem pamatjēdzieniem ir liela nozīme tādās jomās kā astronomija, termodinamika, ķīmija, kodolzinātne un pat mehāniskās sistēmas. Lai gūtu panākumus šajās jomās, ir svarīgi skaidri saprast šīs tēmas. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir enerģijas saglabāšana un impulsa saglabāšana, to definīcijas, šo divu tēmu pielietojums, līdzības un visbeidzot atšķirība starp impulsa saglabāšanu un enerģijas saglabāšanu
Enerģijas saglabāšana
Enerģijas saglabāšana ir jēdziens, kas tiek apspriests klasiskajā mehānikā. Tas norāda, ka kopējais enerģijas daudzums izolētā sistēmā tiek saglabāts. Tomēr tas nav pilnīgi taisnība. Lai pilnībā izprastu šo jēdzienu, vispirms ir jāsaprot enerģijas un masas jēdziens. Enerģija nav intuitīvs jēdziens. Termins “enerģija” ir atvasināts no grieķu vārda “energeia”, kas nozīmē darbību vai darbību. Šajā ziņā enerģija ir darbības mehānisms. Enerģija nav tieši novērojams daudzums. Tomēr to var aprēķināt, izmērot ārējās īpašības. Enerģiju var atrast dažādos veidos. Kinētiskā enerģija, siltuma enerģija un potenciālā enerģija ir tikai daži piemēri. Tika uzskatīts, ka enerģija ir saglabāts īpašums Visumā līdz brīdim, kad tika izstrādāta īpašā relativitātes teorija. Kodolreakciju novērojumi parādīja, ka izolētas sistēmas enerģija netiek saglabāta. Faktiski tā ir apvienotā enerģija un masa, kas tiek saglabāta izolētā sistēmā. Tas ir tāpēc, ka enerģija un masa ir savstarpēji aizvietojami. To dod ļoti slavenais vienādojums E = mc2, kur E ir enerģija, m ir masa un c ir gaismas ātrums.
Momentum saglabāšana
Moments ir ļoti svarīgs kustīga objekta īpašums. Objekta impulss ir vienāds ar objekta masu, kas reizināta ar objekta ātrumu. Tā kā masa ir skalārs, impulss ir arī vektors, kuram ir tāds pats virziens kā ātrumam. Viens no vissvarīgākajiem likumiem attiecībā uz impulsu ir Ņūtona otrais kustības likums. Tajā teikts, ka tīrais spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir vienāds ar impulsa maiņas ātrumu. Tā kā nerelativistiskajā mehānikā masa ir nemainīga, impulsa maiņas ātrums ir vienāds ar masu, kas reizināta ar objekta paātrinājumu. Vissvarīgākais atvasinājums no šī likuma ir impulsa saglabāšanas teorija. Tas norāda, ka, ja neto spēks uz sistēmu ir nulle, kopējais sistēmas impulss paliek nemainīgs. Moments tiek saglabāts pat relatīvistiskos mērogos. Momentum ir divas dažādas formas. Lineārais impulss ir impulss, kas atbilst lineārām kustībām, un leņķiskais impulss ir leņķiskajām kustībām atbilstošais impulss. Abi šie daudzumi tiek saglabāti saskaņā ar iepriekš minētajiem kritērijiem.
Kāda ir atšķirība starp impulsa saglabāšanu un enerģijas saglabāšanu?
• Enerģijas taupīšana attiecas tikai uz nerelatīvistiskiem mērogiem un ar nosacījumu, ka kodolreakcijas nenotiek. Gan lineārs, gan leņķiskais impulss tiek saglabāts pat relatīvistiskos apstākļos.
• Enerģijas taupīšana ir skalāra saglabāšana; tāpēc, veicot aprēķinus, jāņem vērā kopējais enerģijas daudzums. Moments ir vektors. Tāpēc impulsa saglabāšana tiek uzskatīta par virziena saglabāšanu. Saglabāšanu ietekmē tikai attiecīgā virziena moments.
