Úspora energie vs hybnosť | Zachovanie hybnosti verzus zachovanie energie
Zachovanie energie a zachovanie hybnosti sú dve dôležité témy, o ktorých sa vo fyzike diskutuje. Tieto základné pojmy zohrávajú významnú úlohu v oblastiach ako astronómia, termodynamika, chémia, jadrová veda a dokonca aj mechanické systémy. Aby ste v týchto oblastiach vynikli, je nevyhnutné jasne pochopiť tieto témy. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo je zachovanie energie a zachovanie hybnosti, ich definície, aplikácie týchto dvoch tém, podobnosti a nakoniec rozdiel medzi zachovaním hybnosti a zachovaním energie
Úspora energie
Zachovanie energie je koncept, o ktorom sa hovorí v rámci klasickej mechaniky. To znamená, že celkové množstvo energie v izolovanom systéme je zachované. Nie je to však celkom pravda. Aby sme tomuto pojmu plne porozumeli, musíme najprv pochopiť pojem energie a hmoty. Energia je neintuitívny pojem. Pojem „energia“je odvodený z gréckeho slova „energeia“, čo znamená činnosť alebo činnosť. V tomto zmysle je energia mechanizmom činnosti. Energia nie je priamo pozorovateľná veličina. Dá sa však vypočítať meraním vonkajších vlastností. Energiu možno nájsť v mnohých formách. Kinetická energia, tepelná energia a potenciálna energia sú len niektoré. Energia bola považovaná za zachovanú vlastnosť vo vesmíre až do vyvinutia špeciálnej teórie relativity. Pozorovania jadrových reakcií ukázali, že energia izolovaného systému nie je zachovaná. V skutočnosti je to kombinovaná energia a hmotnosť, ktorá sa zachováva v izolovanom systéme. Je to preto, že energia a hmotnosť sú vzájomne zameniteľné. Je to dané veľmi známou rovnicou E=m c2, kde E je energia, m je hmotnosť a c je rýchlosť svetla.
Conservation of Momentum
Momentum je veľmi dôležitá vlastnosť pohybujúceho sa objektu. Hybnosť objektu sa rovná hmotnosti objektu vynásobenej rýchlosťou objektu. Keďže hmotnosť je skalárna, hybnosť je tiež vektor, ktorý má rovnaký smer ako rýchlosť. Jedným z najdôležitejších zákonov týkajúcich sa hybnosti je druhý Newtonov pohybový zákon. Uvádza, že čistá sila pôsobiaca na objekt sa rovná rýchlosti zmeny hybnosti. Keďže hmotnosť je v nerelativistickej mechanike konštantná, rýchlosť zmeny hybnosti sa rovná hmotnosti vynásobenej zrýchlením objektu. Najdôležitejším odvodením z tohto zákona je teória zachovania hybnosti. To znamená, že ak je čistá sila na systém nulová, celková hybnosť systému zostáva konštantná. Hybnosť je zachovaná aj v relativistických mierkach. Momentum má dve rôzne formy. Lineárna hybnosť je hybnosť zodpovedajúca lineárnym pohybom a uhlová hybnosť je hybnosť zodpovedajúca uhlovým pohybom. Obe tieto množstvá sú zachované podľa vyššie uvedených kritérií.
Aký je rozdiel medzi zachovaním hybnosti a zachovaním energie?
• Úspora energie platí len pre nerelativistické škály a za predpokladu, že nedochádza k jadrovým reakciám. Hybnosť, či už lineárna alebo uhlová, sa zachováva aj v relativistických podmienkach.
• Úspora energie je skalárna ochrana; preto pri výpočtoch treba brať do úvahy celkové množstvo energie. Momentum je vektor. Preto sa zachovanie hybnosti berie ako smerové zachovanie. Iba momenty v uvažovanom smere majú vplyv na zachovanie.
