Prawa zachowania

Prawo zachowania to stwierdzenie używane w fizyce, które mówi, że ilość czegoś nie zmienia się w czasie. To coś może być tak proste jak masa lub ładunek, lub coś, co musi być obliczone, jak energia lub moment pędu.

Na przykład, "prawo zachowania masy" jest prawem zachowania, które mówi, że ilość masy jest zawsze zachowana, nawet jeśli jest ona zmieniona w inną formę. Oznacza to, że gdyby masa wszechświata mogła być zmierzona teraz, to jej masa byłaby znana jutro, ponieważ nie ulegnie zmianie.

Historia

Przez długi czas ludzie myśleli, że te prawa są prawdziwe w odniesieniu do ilości masy i energii we wszechświecie. Później Albert Einstein stwierdził, że nie są one całkowicie prawdziwe. Powiedział, że masa może zmienić się w energię (lub na odwrót). Jeśli tak by się stało, byłoby to sprzeczne z prawami zachowania, ponieważ jeśli masa zamieniłaby się w energię, całkowita ilość masy spadłaby, a całkowita ilość energii wzrosłaby.

Einstein powiedział, że prawa zachowania mogą być nadal stosowane, jeśli cała masa i cała energia zostaną połączone. Powiedział, że nawet jeśli masa się zmienia lub energia się zmienia, suma, gdy są one dodane razem, nie zmienia się. Tak więc teraz istnieje tylko jedno prawo zachowania dla masy i energii razem.

Problemy

Oczywiście masę mierzy się w kilogramach, a energię w dżulach. Nie można ich bezpośrednio dodać do siebie, ale Einstein znalazł sposób, aby je dodać. Stworzył on równanie E = m c 2 {{displaystyle E=mc^{2}} E=mc^{2}. Równanie to oznacza, że przed dodaniem masy do energii, masę należy pomnożyć przez prędkość światła, a następnie ponownie przez prędkość światła.

Przeznaczenie

Niektóre z rzeczy, które uważa się za zachowane, to:

 

Prawa zachowania są pomocne dla ludzi, którzy rozwiązują zadania z fizyki. Dzieje się tak dlatego, że jeśli wiedzą, że dana rzecz jest zachowana, daje im to więcej informacji matematycznych na temat rzeczy, o której rozwiązują zadanie.

Emmy Noether wykazał, że prawa zachowania można uznać za wynikające z symetrii w prawach fizyki. To twierdzenie, zwane twierdzeniem Noethera, daje fizykom niezwykle potężne narzędzie do rozwiązywania skomplikowanych problemów.

Na przykład:

  • Ponieważ nie istnieje położenie bezwzględne, a jedynie względne, możemy otrzymać, że całkowity pęd układu zamkniętego jest zachowany.
  • Ponieważ nie istnieje czas absolutny, a jedynie względny, możemy otrzymać, że całkowita energia układu zamkniętego jest zachowana.
  • Ponieważ nie istnieje bezwzględna orientacja lub preferowany kierunek w przestrzeni, a jedynie orientacja względna, możemy otrzymać, że całkowity moment pędu układu zamkniętego jest zachowany.
  • Istnieją bardziej wyrafinowane symetrie, takie jak lokalna niezmienniczość cechowania, które prowadzą do zachowania ładunku.

Rodzaje praw zachowania

Prawa zachowania mogą być dwojakiego rodzaju: globalne lub lokalne.

Globalna ochrona przyrody

Globalne prawo zachowania mówi po prostu, że całkowita ilość czegoś we wszechświecie nie zmienia się w czasie.

Ochrona lokalna

Lokalne prawo ochrony przyrody mówi nieco więcej. Mówi, że jeśli ilość czegoś zmieniła się w jednym miejscu, to dlatego, że to coś przemieściło się do lub z tego miejsca, a my możemy zmierzyć ten ruch.

Pytania i odpowiedzi

P: Co oznacza termin "prawo zachowania" w fizyce?


O: Prawo zachowania to stwierdzenie używane w fizyce, które mówi, że ilość czegoś nie zmienia się w czasie.

P: Jakie są przykłady rzeczy, które mogą być zachowane zgodnie z prawem zachowania?


O: Niektóre przykłady rzeczy, które mogą być zachowane zgodnie z prawami zachowania to masa, ładunek, energia i pęd.

P: Czym jest "prawo zachowania masy"?


O: "Prawo zachowania masy" to prawo zachowania, które mówi, że ilość masy jest zawsze zachowana, nawet jeśli zostanie zmieniona w inną formę.

P: Czy ilość masy zmienia się w czasie zgodnie z "prawem zachowania masy"?


O: Nie, ilość masy nie zmienia się w czasie zgodnie z "prawem zachowania masy".

P: Gdyby masę wszechświata można było zmierzyć teraz, to czy jego masa byłaby znana jutro?


O: Tak, gdyby masę wszechświata można było zmierzyć teraz, jego masa byłaby znana jutro, ponieważ nie zmieni się zgodnie z "prawem zachowania masy".

P: Czy energia jest zachowywana zgodnie z prawem zachowania masy?


O: Tak, energia może być zachowana zgodnie z prawem zachowania.

P: Czy rzeczy, które muszą być obliczone, takie jak moment pędu, mogą być zachowane zgodnie z prawami zachowania?


O: Tak, rzeczy, które muszą być obliczone, takie jak moment pędu, mogą być zachowane zgodnie z prawami zachowania.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3