Prawa zachowania

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}} . 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:

• impet
• masa i energia dodane do siebie
• Zachowanie energii
• Zachowanie masy
• moment pędu
• opłata

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.