Τι είναι μια διατηρημένη ποσότητα;

A Συντηρημένη ποσότητα Στη φυσική είναι μια ιδιότητα ενός συστήματος που παραμένει σταθερή με την πάροδο του χρόνου, ακόμη και όταν το σύστημα εξελίσσεται ή αλλάζει. Αυτή η σταθερότητα προέρχεται συχνά από έναν θεμελιώδη νόμο της φυσικής, όπως η διατήρηση της ενέργειας, της ορμής ή της γωνιακής ορμής.

Ακολουθεί μια ανάλυση των βασικών εννοιών:

1. Σύστημα: Αυτό αναφέρεται στο συγκεκριμένο αντικείμενο ή τη συλλογή αντικειμένων στα οποία εστιάζετε. Θα μπορούσε να είναι ένα μόνο σωματίδιο, μια ομάδα σωματιδίων, ένα πεδίο ή ακόμα και ολόκληρο το σύμπαν.

2. Ιδιοκτησία: Αυτό είναι ένα μετρήσιμο χαρακτηριστικό του συστήματος, όπως η ενέργεια, η ορμή, η γωνιακή ορμή, το ηλεκτρικό φορτίο κ.λπ.

3. Σταθερή με την πάροδο του χρόνου: Η διατηρημένη ποσότητα δεν αλλάζει την αξία του ακόμη και όταν αλλάζει το σύστημα. Για παράδειγμα, εάν ρίξετε μια μπάλα στον αέρα, η συνολική ενέργεια (το δυναμικό της κινητικής +) θα παραμείνει σταθερή σε όλη την τροχιά της, παρόλο που η ταχύτητα και η αλλαγή του ύψους.

4. Θεμελιώδης νόμος: Η διατήρηση μιας συγκεκριμένης ποσότητας συνδέεται συχνά με έναν θεμελιώδη νόμο της φυσικής. Για παράδειγμα, ο νόμος της διατήρησης των ενεργειακών καταστάσεων ότι η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, μετασχηματίζεται μόνο από τη μία μορφή σε άλλη.

Παραδείγματα διατηρημένων ποσοτήτων:

* Ενέργεια: Η συνολική ενέργεια ενός κλειστού συστήματος παραμένει σταθερή. Αυτό περιλαμβάνει κινητική ενέργεια, δυνητική ενέργεια και όλες τις άλλες μορφές ενέργειας.

* ορμή: Η συνολική ορμή ενός κλειστού συστήματος παραμένει σταθερή. Η ορμή είναι ένα μέτρο μάζας σε κίνηση.

* γωνιακή ορμή: Η συνολική γωνιακή ορμή ενός κλειστού συστήματος παραμένει σταθερή. Η γωνιακή ορμή είναι ένα μέτρο περιστροφικής κίνησης.

* ηλεκτρικό φορτίο: Το συνολικό ηλεκτρικό φορτίο ενός κλειστού συστήματος παραμένει σταθερό. Η χρέωση μπορεί να μεταφερθεί μεταξύ αντικειμένων, αλλά ποτέ δεν δημιουργείται ή καταστρέφεται.

Σημασία των διατηρημένων ποσοτήτων:

* Πρόβλεψη της συμπεριφοράς του συστήματος: Οι διατηρημένες ποσότητες παρέχουν ισχυρούς περιορισμούς για το πώς μπορεί να εξελιχθεί ένα σύστημα. Η γνώση μιας ποσότητας διατηρείται μπορεί να σας βοηθήσει να προβλέψετε τη μελλοντική κατάσταση του συστήματος.

* Απλοποίηση επίλυσης προβλημάτων: Οι διατηρημένες ποσότητες μπορούν να απλοποιήσουν σημαντικά την επίλυση προβλημάτων μειώνοντας τον αριθμό των μεταβλητών που πρέπει να παρακολουθήσετε.

* Κατανόηση των θεμελιωδών νόμων: Η διατήρηση συγκεκριμένων ποσοτήτων είναι μια εκδήλωση των θεμελιωδών νόμων της φυσικής, παρέχοντας πληροφορίες για την υποκείμενη δομή του σύμπαντος.

Σημείωση: Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η διατήρηση μιας ποσότητας περιορίζεται συνήθως σε κλειστά συστήματα , που σημαίνει συστήματα που δεν ανταλλάσσουν ενέργεια, ορμή ή οποιαδήποτε άλλη συντηρημένη ποσότητα με το περιβάλλον.