Законы сохранения (введение)

Законы сохранения — фундаментальные физические законы, согласно которым при определённых условиях некоторые измеримые физические величины, характеризующие замкнутую физическую систему, не изменяются с течением времени. Философские предпосылки к открытию закона были заложены ещё античными философами, а также Декартом и М. В. Ломоносовым.

Некоторые из законов сохранения выполняются всегда и при всех условиях (например, законы сохранения энергии, импульса, момента импульса, массы, электрического заряда), или, во всяком случае, никогда не наблюдались процессы, противоречащие этим законам. Другие законы являются лишь приближёнными и выполняющимися при определённых условиях (например, закон сохранения чётности выполняется для сильного и электромагнитного взаимодействия, но нарушается в слабом взаимодействии). Их несколько:

  • Закон сохранения энергии
  • Закон сохранения импульса
  • Закон сохранения момента импульса
  • Закон сохранения массы
  • Закон сохранения электрического заряда
  • Закон сохранения лептонного числа
  • Закон сохранения барионного числа
  • Закон сохранения чётности

Законы сохранения занимают среди всех законов природы особое место. Общность и универсальность законов сохранения определяют их большое научное, методологическое и философское значение. Они являются основой важнейших расчетов физике и ее технических приложениях, позволяют в ряде случаев предсказывать эффекты и явления при исследовании разнообразных физико-химических систем и процессов.

С законами сохранения связано введение в современную физику идей, имеющих принципиальное значение. Законы сохранения служат пробным камнем любой общей физической теории. Непротиворечивость теории этим законам служит убедительный аргументом в ее пользу и является важнейшим критерием ее истинности. Поэтому в современных физических теориях далеко не последнюю роль играет идея сохранения специфических для данной теории величин, причем зачастую поиски таких величин являются важнейшей целью теории.     В законах сохранения находят свое отображение важнейший диалектико-материалистический принцип неуничтожимости материи и движения, взаимосвязь между различными формами движущейся материи и специфика превращения одной формы движения в другую. Научное и методологическое значение законов сохранения в достаточно полной мере выявляется на фоне исторического развития общей идеи сохранения. Открытие и обобщение законов сохранения происходило вместе с развитием всей физики, от первых робких догадок античных натурфилософов через классическую механику и электродинамику до теории относительности, квантовой механики и физики элементарных частиц.

Вопросы к конспектам

Ав­то­мо­биль, дви­га­ясь с вы­клю­чен­ным дви­га­те­лем, на го­ри­зон­таль­ном участ­ке до­ро­ги имеет ско­рость 20 м/с. Какое рас­сто­я­ние он про­едет до пол­ной оста­нов­ки вверх по скло­ну горы под углом begin mathsize 12px style 30 to the power of ring operator end style к го­ри­зон­ту? (Тре­ни­ем пренебречь.)
Брус­ку мас­сой m, ле­жа­ще­му на глад­кой го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти, со­об­ща­ют го­ри­зон­таль­ную ско­рость v после чего на­чи­на­ют за ним на­блю­дать. Когда бру­сок сме­стит­ся на рас­сто­я­ние h от­но­си­тель­но пер­во­на­чаль­но­го по­ло­же­ния, его пол­ная ме­ха­ни­че­ская энер­гия
Ис­кус­ствен­ный спут­ник об­ра­ща­ет­ся во­круг Земли по вы­тя­ну­той эл­лип­ти­че­ской ор­би­те. Вы­бе­ри­те вер­ное утвер­жде­ние о зна­че­ни­ях ки­не­ти­че­ской энер­гии и пол­ной ме­ха­ни­че­ской энер­гии спут­ни­ка.
Ка­мень мас­сой 1 кг па­да­ет на землю с вы­со­ты 30 м из со­сто­я­ния покоя. Какую ки­не­ти­че­скую энер­гию имеет ка­мень перед уда­ром о землю? Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пре­не­бречь.
Ка­мень мас­сой 1 кг бро­шен вер­ти­каль­но вверх с на­чаль­ной ско­ро­стью 4 м/с. На сколь­ко уве­ли­чит­ся по­тен­ци­аль­ная энер­гия камня от на­ча­ла дви­же­ния к тому вре­ме­ни, когда ско­рость камня умень­шит­ся до 2 м/с?
Ка­мень мас­сой 1 кг бро­шен вер­ти­каль­но вверх. В на­чаль­ный мо­мент его энер­гия равна 200 Дж. На какую мак­си­маль­ную вы­со­ту под­ни­мет­ся ка­мень? Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пре­не­бречь.
На рисунке представлены два тела, связанные невесомой нерастяжимой нитью, движущиеся с ускорением 2 м/с2 . Стол гладкий. Масса первого тела 4 кг, масса второго (g = 1 0м/с22tela
После удара клюш­кой шайба стала сколь­зить вверх по ле­дя­ной горке от ее ос­но­ва­ния, и у ее вер­ши­ны имела ско­рость 5 м/с. Вы­со­та горки 10 м. Тре­ние шайбы о лед пре­не­бре­жи­мо мало. Ка­ко­ва ско­рость шайбы сразу после удара?
Пуля массой m движется горизонтально со скоростью begin mathsize 12px style ϑ end style и попадает в неподвижный брусок массой М. С какой скоростью будет двигаться тело, если пуля застрянет в нём? (Трением пренебречь)
Тело, бро­шен­ное вер­ти­каль­но вверх от по­верх­но­сти Земли, до­стиг­ло мак­си­маль­ной вы­со­ты 20 м. С какой на­чаль­ной ско­ро­стью тело было бро­ше­но вверх? Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пре­не­бречь.
Последнее изменение: Среда, 6 Июнь 2018, 13:38