На головну

Cімметрія простору - часу і закони збереження

  1. L1-L2, L2-L1 закони. ART1 алгоритм.
  2. Quot; Чорна Мадонна - метафора в пам'ять того часу, коли вірили, що земля - ??це тіло жінки ".
  3. Sf 23. Еволюція уявлень про рух, простір і час.
  4. XVI-XVII ст. у світовій історії. Великі географічні відкриття і початок Нового часу в Західній Європі.
  5. Z і D-перетворення функцій часу
  6. А) ПО ФАКТОРУ ЧАСУ

У попередніх розділах розглянуті три фундаментальних закону природи: закон збереження імпульсу, моменту імпульсу і енергії. Слід розуміти, що ці закони виконуються лише в інерціальних системах відліку.

Справді, при виведенні цих законів ми користувалися другим і третім законами Ньютона, а вони можуть бути застосовані тільки в інерційних системах. Нагадаємо також, що імпульс і момент імпульсу зберігаються в тому випадку, якщо система замкнута (сума всіх зовнішніх сил і всіх моментів сил дорівнює нулю). Для збереження ж енергії тіла умови замкнутості недостатньо - тіло повинне бути ще і адиабатически ізольованим (т. Е. Не брати участь в теплообміні).

У всій історії розвитку фізики закони збереження виявилися чи не єдиними законами, що зберегли своє значення при заміні одних теорій іншими. Ці закони тісно пов'язані з основними властивостями простору і часу.

- В основі закону збереження енергії лежить однорідність часу, т. Е. Рівнозначність всіх моментів часу (симетрія по відношенню до зрушення початку відліку часу). Рівнозначність слід розуміти в тому сенсі, що заміна моменту часу t1 на момент часу t2, без зміни значень координат і швидкості частинок, не змінює механічні властивості системи. Це означає те, що після зазначеної заміни, координати і швидкості частинок мають в будь-який момент часу t2 + t такі ж значення, які мали до заміни, в момент часу t1 + t.

- В основі закону збереження імпульсу лежить однорідність простору, тобто. Е. Однаковість властивостей простору в усіх точках (симетрія по відношенню до зрушення початку координат). Однаковість слід розуміти в тому сенсі, що паралельний перенесення замкнутої системи з одного місця простору в інше, без зміни взаємного розташування і швидкостей частинок, не змінює механічні властивості системи.

- В основі закону збереження моменту імпульсу лежить изотропия простору, т. Е. Однаковість властивостей простору в усіх напрямках (симетрія по відношенню до повороту осей координат). Однаковість слід розуміти в тому сенсі, що поворот замкнутої системи, як цілого, не відбивається на її механічні властивості. Між законами типу основного рівняння динаміки і законами збереження є принципова різниця. Закони динаміки дають нам уявлення про детальний ході процесу. Так, якщо задана сила, що діє на матеріальну точку і початкові умови, то можна знайти закон руху, траєкторію, величину і напрям швидкості в будь-який момент часу і т. П. Закони ж збереження не дають нам прямих вказівок на те, як повинен йти той чи інший процес. Вони говорять лише про те, які процеси заборонені і тому в природі не відбуваються.

Таким чином, закони збереження виявляються як принципи заборони: будь-яке явище, при якому не виконується хоча б один із законів збереження, заборонено, і в природі такі явища ніколи не спостерігаються. Будь-яке явище, при якому не порушується жоден із законів збереження, в принципі може відбуватися.

Розглянемо наступний приклад. Чи може покоїться тіло за рахунок внутрішньої енергії почати рухатися? Цей процес не суперечить закону збереження енергії. Потрібно лише, щоб виникає кінетична енергія точно дорівнювала убутку внутрішньої енергії. Насправді такий процес ніколи не відбувається, бо він суперечить закону збереження імпульсу. Раз тіло покоїлося, то його імпульс дорівнював нулю. А якщо воно стане рухатися, то його імпульс сам собою збільшиться, що неможливо. Тому внутрішня енергія тіла не може перетворитися в кінетичну, якщо тіло не розпадеться на частини.

Якщо ж допустити можливість розпаду цього тіла на частини, то заборона, що накладається законом збереження імпульсу, знімається. При цьому виникли осколки можуть рухатися так, щоб їх центр мас залишався в спокої, - а тільки цього і вимагає закон збереження імпульсу.

Отже, для того щоб внутрішня енергія покоїться тіла могла перетворитися в кінетичну, це тіло має розпастися на частини. Якщо ж є ще один якийсь закон, що забороняє розпад цього тіла на частини, то його внутрішня енергія і маса спокою будуть постійними величинами.

Фундаментальність законів збереження полягає в їх універсальності. Вони справедливі при вивченні будь-яких фізичних процесів (механічних, теплових, електромагнітних і ін.). Вони однаково застосовні в релятивістському

і нерелятивістському русі, в мікросвіті, де справедливі квантові уявлення, і в макросвіті, з його класичними уявленнями.

 



Основні види фундаментальних взаємодій. | Класична механіка (концепція Ньютона).

Основні принципи природничо-наукового пізнання навколишнього світу. | Загально методи пізнання. | Критерії науковості знання. | Основні етапи розвитку природознавства. | Основні характеристики класичного природознавства. | Структурні рівні організації матерії. | Статистичні властивості макросістем (МКТ). | Ентропія як міра молекулярного безладдя. | Теорія відносності А. Енштейна. | Космологія і космологічні моделі всесвіту |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати