Энергияның сақталуы және импульс | Импульстің сақталуы және энергияның сақталуы
Энергияның сақталуы және импульстің сақталуы - физикада талқыланатын екі маңызды тақырып. Бұл негізгі ұғымдар астрономия, термодинамика, химия, ядролық ғылым және тіпті механикалық жүйелер сияқты салаларда үлкен рөл атқарады. Осы салаларда озық болу үшін осы тақырыптарды нақты түсіну өте маңызды. Бұл мақалада біз энергияның сақталуы және импульстің сақталуы деген не екенін, олардың анықтамаларын, осы екі тақырыптың қолданылуын, импульстің сақталуы мен энергияның сақталуының ұқсастықтарын және соңында айырмашылығын талқыламақпыз
Энергияны үнемдеу
Энергияны сақтау классикалық механикада талқыланатын ұғым. Бұл оқшауланған жүйедегі энергияның жалпы мөлшері сақталатынын көрсетеді. Алайда, бұл мүлдем дұрыс емес. Бұл ұғымды толық түсіну үшін алдымен энергия мен масса ұғымын түсіну керек. Энергия - интуитивті емес ұғым. «Энергия» термині гректің «energeia» сөзінен шыққан, ол операция немесе әрекет дегенді білдіреді. Бұл мағынада энергия әрекеттің артындағы механизм болып табылады. Энергия тікелей бақыланатын шама емес. Дегенмен, оны сыртқы қасиеттерді өлшеу арқылы есептеуге болады. Энергияны әртүрлі формада табуға болады. Кинетикалық энергия, жылу энергиясы және потенциалдық энергия бірнеше атауға болады. Арнайы салыстырмалылық теориясы жасалғанға дейін энергия ғаламда сақталған қасиет деп есептелді. Ядролық реакцияларды бақылау оқшауланған жүйенің энергиясы сақталмайтынын көрсетті. Шын мәнінде, бұл оқшауланған жүйеде сақталатын біріктірілген энергия мен масса. Себебі энергия мен масса бір-бірін алмастырады. Ол өте әйгілі E=m c2 теңдеуімен берілген, мұндағы E – энергия, m – масса және c – жарық жылдамдығы.
Импульстің сақталуы
Импульс – қозғалатын нысанның өте маңызды қасиеті. Нысанның импульсі оның массасын оның жылдамдығына көбейткенге тең. Масса скаляр болғандықтан, импульс те вектор болып табылады, оның бағыты жылдамдықпен бірдей. Импульске қатысты маңызды заңдардың бірі - Ньютонның екінші қозғалыс заңы. Ол затқа әсер ететін таза күш импульстің өзгеру жылдамдығына тең екенін айтады. Релятивистік емес механикада масса тұрақты болғандықтан, импульстің өзгеру жылдамдығы массаны заттың үдеуіне көбейткенге тең. Бұл заңның ең маңызды туындысы импульстің сақталу теориясы болып табылады. Бұл жүйедегі таза күш нөлге тең болса, жүйенің жалпы импульсі тұрақты болып қалатынын көрсетеді. Импульс тіпті релятивистік шкалаларда сақталады. Импульс екі түрлі формада болады. Сызықтық импульс - сызықтық қозғалыстарға сәйкес импульс, ал бұрыштық импульс - бұрыштық қозғалыстарға сәйкес импульс. Бұл екі шама да жоғарыдағы критерийлерге сәйкес сақталады.
Импульстің сақталуы мен энергияның сақталуының айырмашылығы неде?
• Энергияны үнемдеу релятивистік емес шкалалар үшін ғана жарамды және ядролық реакциялар болмаған жағдайда. Сызықтық немесе бұрыштық импульс тіпті релятивистік жағдайларда сақталады.
• Энергияны үнемдеу скалярлық үнемдеу болып табылады; сондықтан есептеулер кезінде жалпы энергия мөлшерін ескеру қажет. Импульс - бұл вектор. Сондықтан импульстің сақталуы бағытталған сақталу ретінде қабылданады. Сақтауға тек қарастырылған бағыттағы момент ғана әсер етеді.
