Energijos taupymas prieš pagreitį | Pagreičio išsaugojimas prieš energijos taupymą
Energijos išsaugojimas ir impulso išsaugojimas yra dvi svarbios fizikos temos. Šios pagrindinės sąvokos vaidina svarbų vaidmenį tokiose srityse kaip astronomija, termodinamika, chemija, branduolinis mokslas ir net mechaninės sistemos. Labai svarbu turėti aiškų supratimą apie šias temas, kad šiose srityse būtų tobula. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra energijos išsaugojimas ir impulso išsaugojimas, jų apibrėžimus, šių dviejų temų taikymą, panašumus ir galiausiai skirtumą tarp impulso išsaugojimo ir energijos išsaugojimo
Energijos taupymas
Energijos taupymas yra klasikinės mechanikos sąvoka. Tai teigia, kad bendras energijos kiekis izoliuotoje sistemoje yra išsaugotas. Tačiau tai nėra visiškai tiesa. Norint visiškai suprasti šią sąvoką, pirmiausia reikia suprasti energijos ir masės sąvoką. Energija yra neintuityvi sąvoka. Sąvoka „energija“yra kilusi iš graikų kalbos žodžio „energeia“, reiškiančio veikimą arba veiklą. Šia prasme energija yra veiklos mechanizmas. Energija nėra tiesiogiai stebimas dydis. Tačiau jį galima apskaičiuoti matuojant išorines savybes. Energijos gali būti įvairių formų. Kinetinė energija, šiluminė energija ir potenciali energija yra tik keletas. Buvo manoma, kad energija yra išsaugota visatoje, kol buvo sukurta speciali reliatyvumo teorija. Branduolinių reakcijų stebėjimai parodė, kad izoliuotos sistemos energija neišsaugoma. Tiesą sakant, tai yra kombinuota energija ir masė, kuri išsaugoma izoliuotoje sistemoje. Taip yra todėl, kad energija ir masė yra pakeičiamos. Ją pateikia labai garsi lygtis E=m c2, kur E yra energija, m yra masė ir c yra šviesos greitis.
Pagreičio išsaugojimas
Momentas yra labai svarbi judančio objekto savybė. Objekto impulsas yra lygus objekto masei, padaugintai iš objekto greičio. Kadangi masė yra skaliarinis, impulsas taip pat yra vektorius, kurio kryptis yra tokia pati kaip ir greitis. Vienas iš svarbiausių impulsų dėsnių yra antrasis Niutono judėjimo dėsnis. Jame teigiama, kad grynoji jėga, veikianti objektą, yra lygi impulso kitimo greičiui. Kadangi pagal nereliatyvistinę mechaniką masė yra pastovi, impulso kitimo greitis yra lygus masei, padaugintai iš objekto pagreičio. Svarbiausias šio dėsnio darinys yra impulso išsaugojimo teorija. Tai teigia, kad jei sistemos grynoji jėga yra lygi nuliui, bendras sistemos impulsas išlieka pastovus. Impulsas išsaugomas net reliatyvistinėse skalėse. Momentas turi dvi skirtingas formas. Linijinis momentas yra impulsas, atitinkantis linijinius judesius, o kampinis momentas yra impulsas, atitinkantis kampinius judesius. Abu šie kiekiai išsaugomi pagal pirmiau nurodytus kriterijus.
Kuo skiriasi impulso išsaugojimas ir energijos išsaugojimas?
• Energijos taupymas galioja tik nereliatyvistinėms skalėms ir su sąlyga, kad nevyksta branduolinės reakcijos. Linijinis arba kampinis impulsas išsaugomas net ir reliatyvistinėmis sąlygomis.
• Energijos taupymas yra skaliarinis taupymas; todėl atliekant skaičiavimus reikia atsižvelgti į bendrą energijos kiekį. Impulsas yra vektorius. Todėl impulso išsaugojimas laikomas kryptingu išsaugojimu. Tik momentas svarstoma kryptimi turi įtakos išsaugojimui.
