Контакты jokoil@mail.ru КАРТА САЙТА English

Энергодинамическая система физических величин и понятий

(ЭСВП)


Не смешивать с СИ, унифицирующей ЕДИНИЦЫ измерений (разъяснение).

На Главную

Кому и зачем это нужно?

К сведению студентов

Основные понятия физики

Формы и виды энергии

Классификация физических систем

Основная идея системы величин

Таблицы физических величин

Итоги и выводы:

     Формы и виды движения

     Подробно об угле поворота

     О движении тела по орбите

     Заряды физического поля

     Новые единицы величин         колебаний и волн

     Новая единица         температуры

     Новый взгляд на         явления переноса

     Критерии подобия всюду

     Современная революция         в метрологии

Системный подход в экономике

История систематизации
величин и единиц


Необходимость модернизации
обучения физике


Учебно-наглядные пособия


Новости сайта

Шутки на тему сайта


Oб авторе проекта

Коган И.Ш.

Закон сохранения импульса вытекает из закона сохранения энергии

СОДЕРЖАНИЕ.
1. Закон сохранения импульса не является фундаментальным законом сохранения.
2. Замена силы импульсом силы в законе сохранения энергии.
3. Закон сохранения количества движения − частный случай закона сохранения энергии.
4. Закон сохранения импульса следует именовать законом сохранения количества движения.


ПРИМЕЧАНИЕ: Для получения краткой справки по поводу недостаточно ясных, редко применяемых или введенных автором сайта терминов пройдитесь по ссылке Предметный указатель (от А до О и от П до Я), а по поводу примененных обозначений – по ссылке Символьный указатель (латинские буквы и греческие буквы).

1. Закон сохранения импульса не является фундаментальным законом сохранения.

Закон сохранения импульса считается в современной физике одним из трех фундаментальных законов сохранения, наряду с законом сохранения энергии и законом сохранения момента импульса. В данной статье будет показано, что закон сохранения импульса вытекает из закона сохранения энергии при соблюдении определенных условий, является частным случаем закона сохранения энергии. Поэтому закон сохранения импульса не должен считаться фундаментальным законом сохранения.

Кроме того, закон сохранения импульса справедлив только в одной форме движения − механической прямолинейной.

2. Замена силы импульсом силы в законе сохранения энергии.

В статье о законе сохранения энергии была приведена такая запись уравнения состояния системы:

dW = Σi ΔРi dqi . (1)

где dWизменение энергообмена системы с окружающей средой; ΔРiразность потенциалов между системой и средой; dqi − приращение координаты состояния рассматриваемой формы движения. Только при рассмотрении прямолинейной механической формы движения уравнение (1) можно записать в виде:

dW = Σi Fi dxi , ( 2 )

где Fi − воздействующая на систему i-ая сторонняя сила; dxi − линейное перемещение системы под воздействием i-ой сторонней силы.

Рассматривая только одну i-ую стороннюю силу, можно для упрощения опустить нижний индекс при обозначении силы. Затем, введя фактор времени, уравнение (2) можно записать следующим образом:

dW = (Fdt)(dx/dt) = dS v, ( 3 )

где dS = F dt − приращение импульса силы F; v − линейная скорость системы. Из уравнения (3) следует, что приращение энергии системы dW пропорционально приращению импульса силы dS, воздействующей на систему, независимо от значения линейной скорости системы v.

3. Закон сохранения количества движения −
частный случай закона сохранения энергии.

Закон сохранения импульса физической системы основан на том, что для замкнутой системы изменение энергообмена dW = 0. Следовательно, и приращение импульса силы dS = 0 согласно уравнению (3), поскольку скорость системы v не обязательно должна быть равной 0. Но если dS = 0, из чего следует, что из закона сохранения энергии непосредственно вытекает закон сохранения импульса силы.

Для консервативных систем справедлив второй закон Ньютона в записи dp/dt = F, который можно записать и в виде dp = Fdt = dS. Следовательно, при приращении импульса силы dS = 0 и приращение количества движения системы dp = 0. Окончательный вывод: для движущейся замкнутой механической системы количество движения тела p = const. Этот вывод и является записью закона сохранения количества движения тела. Поскольку равенство dS = dp относится лишь к консервативным системам, то и закон сохранения количества движения является лишь частным случаем закона сохранения импульса силы.

Физическое содержание закона сохранения количества движения с учетом сделанных замечаний заключается в следующем: если замкнутая движущаяся механическая система (тело) содержит несколько недеформируемых тел, движущихся прямолинейно без внешнего диссипативного сопротивления с разными по значению и направлению скоростями, то их суммарное количество движения не изменяется при изменении скоростей или масс движущихся внутри системы тел.

Закон сохранения количества движения, основанный на уравнении dp = m dv, может работать лишь в микромире, где можно пренебречь жесткостью элементарных частиц и вязким сопротивлением окружающей их полевой среды, а в макромире его следует применять с осторожностью. Но в микромире, как показано в статье, посвященной импульсу частиц в релятивистской механике, можно обойтись без понятия "масса", пртименяя лишь понятие "импульс".

4. Закон сохранения импульса следует именовать
законом сохранения количества движения.

Поскольку количество движения mv, где m − это характеристика гравитационных свойств системы, массу можно идентифицировать с движущимся гравитационным зарядом (см. Таблицу величин физического поля).

Таким образом, закон сохранения количества движения тела не является законом сохранения импульса тела, так как количество движения и импульс тела - это разные физические величины.

© И. Коган Дата первой публикации 01.05.2008
Дата последнего обновления 27.01.2016

Оглавление раздела Предыдущая Следующая