Úspora energie vs hybnost | Zachování hybnosti vs. Zachování energie
Zachování energie a zachování hybnosti jsou dvě důležitá témata diskutovaná ve fyzice. Tyto základní pojmy hrají hlavní roli v oborech, jako je astronomie, termodynamika, chemie, jaderná věda a dokonce i mechanické systémy. Aby bylo možné v těchto oblastech vynikat, je nezbytné těmto tématům jasně porozumět. V tomto článku budeme diskutovat o tom, co je zachování energie a zachování hybnosti, jejich definice, aplikace těchto dvou témat, podobnosti a nakonec rozdíl mezi zachováním hybnosti a zachováním energie
Úspora energie
Zachování energie je koncept, který je diskutován v rámci klasické mechaniky. To znamená, že celkové množství energie v izolovaném systému je zachováno. Není to však tak úplně pravda. Abychom tomuto pojmu plně porozuměli, musíme nejprve porozumět pojmu energie a hmoty. Energie je neintuitivní pojem. Termín „energie“je odvozen z řeckého slova „energeia“, což znamená činnost nebo činnost. V tomto smyslu je energie mechanismem činnosti. Energie není přímo pozorovatelná veličina. Lze jej však vypočítat měřením vnějších vlastností. Energii lze nalézt v mnoha podobách. Kinetická energie, tepelná energie a potenciální energie jsou jen některé. Energie byla považována za konzervovanou vlastnost ve vesmíru, dokud nebyla vyvinuta speciální teorie relativity. Pozorování jaderných reakcí ukázala, že energie izolovaného systému není zachována. Ve skutečnosti je to kombinovaná energie a hmotnost, která je zachována v izolovaném systému. Je to proto, že energie a hmotnost jsou vzájemně zaměnitelné. Je to dáno velmi známou rovnicí E=m c2, kde E je energie, m je hmotnost a c je rychlost světla.
Conservation of Momentum
Momentum je velmi důležitá vlastnost pohybujícího se objektu. Hybnost objektu se rovná hmotnosti objektu vynásobené rychlostí objektu. Protože hmotnost je skalární, hybnost je také vektor, který má stejný směr jako rychlost. Jedním z nejdůležitějších zákonů týkajících se hybnosti je druhý Newtonův pohybový zákon. Uvádí, že čistá síla působící na objekt se rovná rychlosti změny hybnosti. Protože hmotnost je v nerelativistické mechanice konstantní, rychlost změny hybnosti se rovná hmotnosti násobené zrychlením objektu. Nejdůležitějším odvozením z tohoto zákona je teorie zachování hybnosti. To říká, že pokud je čistá síla působící na systém nulová, celková hybnost systému zůstává konstantní. Hybnost je zachována i v relativistických měřítcích. Momentum má dvě různé formy. Lineární hybnost je hybnost odpovídající lineárním pohybům a úhlová hybnost je hybnost odpovídající úhlovým pohybům. Obě tato množství jsou zachována podle výše uvedených kritérií.
Jaký je rozdíl mezi zachováním hybnosti a zachováním energie?
• Úspora energie platí pouze pro nerelativistická měřítka a za předpokladu, že nedochází k jaderným reakcím. Hybnost, ať už lineární nebo úhlová, je zachována i v relativistických podmínkách.
• Úspora energie je skalární zachování; proto je třeba při výpočtech vzít v úvahu celkové množství energie. Momentum je vektor. Proto se zachování hybnosti bere jako směrové zachování. Pouze momenty v uvažovaném směru mají vliv na zachování.
