Úspora energie vs hybnosť Zachovanie hybnosti vs úspora energie
Šetrenie energiou a zachovanie hybnosti sú dve dôležité témy diskutované vo fyzike. Tieto základné koncepty hrajú hlavnú úlohu v oblastiach ako astronómia, termodynamika, chémia, jadrová veda a dokonca aj mechanické systémy. Aby ste vynikli v týchto oblastiach, je nevyhnutné mať v týchto témach jasné pochopenie. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo sú úspory energie a zachovanie hybnosti, ich definície, aplikácie týchto dvoch tém, podobnosti a nakoniec rozdiel medzi zachovaním hybnosti a zachovaním energie.
Úspora energie
Úspora energie je koncept, o ktorom sa hovorí v rámci klasickej mechaniky. To znamená, že celkové množstvo energie v izolovanom systéme je zachované. Nie je to však celkom pravda. Aby sme tomuto pojmu porozumeli úplne, je potrebné najskôr porozumieť pojmu energia a hmotnosť. Energia je neintuitívny koncept. Pojem „energia“je odvodený z gréckeho slova „energeia“, čo znamená prevádzka alebo činnosť. V tomto zmysle je energia mechanizmom činnosti. Energia nie je priamo pozorovateľná veličina. Môže sa však vypočítať zmeraním vonkajších vlastností. Energiu je možné nájsť v mnohých formách. Kinetická energia, tepelná energia a potenciálna energia. Energia sa považovala za konzervovanú vlastnosť vo vesmíre až do doby, kým bola vyvinutá špeciálna teória relativity. Pozorovania jadrových reakcií ukázali, že energia izolovaného systému nie je konzervovaná. V skutočnosti je to kombinovaná energia a hmotnosť, ktorá sa konzervuje v izolovanom systéme. Je to tak preto, lebo energia a hmotnosť sú zameniteľné. Je to dané veľmi známou rovnicou E = mc2, kde E je energia, m je hmotnosť ac je rýchlosť svetla.
Zachovanie hybnosti
Hybnosť je veľmi dôležitá vlastnosť pohybujúceho sa objektu. Hybnosť objektu sa rovná hmotnosti objektu vynásobenej rýchlosťou objektu. Keďže hmotnosť je skalárna, hybnosť je tiež vektorom, ktorý má rovnaký smer ako rýchlosť. Jedným z najdôležitejších zákonov týkajúcich sa hybnosti je druhý Newtonov pohybový zákon. Uvádza sa v ňom, že čistá sila pôsobiaca na objekt sa rovná rýchlosti zmeny hybnosti. Pretože hmotnosť je na nerelativistickej mechanike konštantná, rýchlosť zmeny hybnosti sa rovná hmotnosti vynásobenej zrýchlením objektu. Najdôležitejšou deriváciou z tohto zákona je teória zachovania hybnosti. To uvádza, že ak je čistá sila v systéme nulová, celková hybnosť systému zostáva konštantná. Hybnosť sa zachováva aj v relativistických mierkach. Hybnosť má dve rôzne formy. Lineárna hybnosť je hybnosť zodpovedajúca lineárnym pohybom a uhlová hybnosť je hybnosť zodpovedajúca uhlovým pohybom. Obidve tieto množstvá sú konzervované podľa vyššie uvedených kritérií.
Aký je rozdiel medzi zachovaním hybnosti a úsporou energie?
• Úspora energie platí iba pre nerelativistické stupnice a za predpokladu, že nedôjde k jadrovým reakciám. Hybnosť, či už lineárna alebo uhlová, je zachovaná aj v relativistických podmienkach.
• Zachovanie energie je skalárne zachovanie; pri výpočtoch je preto potrebné brať do úvahy celkové množstvo energie. Hybnosť je vektor. Zachovanie hybnosti sa preto berie ako smerové zachovanie. Na ochranu má vplyv iba moment v uvažovanom smere.
