Cтраница 3
Законы сохранения энергии и импульса позволяют рассмотреть целый ряд явлений. [31]
Закон сохранения энергии в только что высказанной форме предполагает возможность определения энергии в данный момент времени без того, чтобы подвергнуть ее неконтролируемому изменению. В классической механике возможность та кого измерения не вызывает сомнений. В квантовой механике, напротив, такого рода возможность ввиду того, что вмешательство прибора вообще говоря, меняет состояние системы, не является самоочевидной. [32]
Закон сохранения энергии был сформулирован на основе работ Майера, Кольдипга, Джоуля и Гельмгольца. [33]
Закон сохранения энергии был тоже расширен на основе теории относительности после открытия эквивалентности массы и энергии. Его выражает известное уравнение е тс2, где е - энергия, т - масса, ас - скорость света в пустоте. [34]
Законы сохранения энергии и импульса, как и законы Ньютона, выполняются в любых инерциальных системах отсчета. Другими словами, эти законы удовлетворяют механическому принципу относительности. Хотя и механическая энергия, и импульс рассматриваемой системы материальных точек имеют разные значения в разных системах отсчета, их изменение во всех инерциальных системах отсчета описывается одними и теми же законами. [35]
Законы сохранения энергии и импульса тесно связаны с определенными свойствами симметрии пространства и времени. Хотя выше они были получены как следствие законов динамики Ньютона, в действительности они представляют собой более общие принципы, область их применения шире и не ограничивается ньютоновской динамикой. [36]
Законы сохранения энергии и импульса часто позволяют гораздо проще получить ответы на некоторые вопросы, связанные с движением тел, чем непосредственное применение законов динамики. Разумеется, информация, получаемая с помощью законов сохранения, не является такой исчерпывающей, как при использовании законов динамики, но зато и получается она гораздо более легким путем. Особенно ценным здесь является то обстоятельство, что зачастую законы сохранения могут быть использованы даже в тех случаях, когда действующие силы неизвестны. Так обстоит дело, например, в физике элементарных частиц. [37]
Законы сохранения энергии и импульса фактически являются единственным средством теоретического изучения процессов столкновения тел, когда характер действующих при столкновении сил неизвестен. Под столкновениями в физике понимают самые разнообразные процессы взаимодействия между телами при условии, что на бесконечно большом расстоянии друг от друга тела являются свободными. Столкновения макроскопических тел всегда в той или иной степени являются неупругими, однако в области физики атомных явлений и процессов с элементарными частицами понятие об упругом ударе играет важную роль, так как благодаря дискретному характеру энергетического спектра сталкивающихся частиц их внутреннее состояние либо не меняется вообще ( упругий удар), либо скачком изменяется на конечную величину. [38]
Закон сохранения энергии является всеобъемлющим законом природы. Мы не знаем ни одного исключения из него. Более того, если обнаруживается, что в каком-либо физическом явлении энергия не сохраняется, то это означает, что здесь просто оказалась не учтенной какая-то из ее форм. Именно многообразие различных видов энергии и особенности превращений энергии из одних видов в другие и обусловливают эффективность термодинамического подхода к изучению природы. Обилие существующих форм энергии, способных к взаимным превращениям, выделяет закон сохранения энергии из других фундаментальных законов, таких как законы сохранения импульса и момента импульса. [39]
Закон сохранения энергии используется для нахождения кинетической и потенциальной энергий на промежуточной стадии взаимодействия. [40]
Закон сохранения энергии показывает, что сумма падений потенциала на различных последовательно соединенных элементах цепи должна точно равняться приложенной ЭДС для всякой цепи, как бы сложна она ни была. [41]
Закон сохранения энергии позволяет нам сделать ряд полезных выводов общего характера относительно поведения каждого из элементов цепи. Через все эти элементы течет одинаковый ток, потому что они соединены последовательно. К тому же нам известно, что падение напряжения ( разности электрического потенциала) на концах всех элементов одинаково. Отсюда можно сделать вывод, что за единичное время к каждому из этих элементов подводится одинаковое количество энергии. Количество рассеиваемой каждым элементом теплоты зависит, таким образом, от того, что еще делается с подводимой энергией. [42]
Законы сохранения энергии и импульса не позволяют свободному - кванту превратиться в пару электрон - позитрон. [43]
Закон сохранения энергии позволяет установить количественную связь между различными формами движения материи. В этом состоит особое значение этого закона. Так же как и закон сохранения количества движения, он справедлив не только для механических движений, но и для всех явлений природы. Закон сохранения энергии говорит о том, что движение нельзя уничтожить, так же как нельзя создать движение из ничего. В природе возможны только переходы движений из одной формы в другую. [44]
Закон сохранения энергии часто позволяет найти новые, простые пути решения многих механических и других задач. Применяя этот закон, нужно помнить, что он ничего не может сказать о направлениях движения отдельных тел. Он может дать сведения только о модулях скоростей возникающих движений. [45]