Energia säästmine vs hoog | Homu säilitamine vs energiasäästmine
Energia ja hoo jäävus on kaks olulist füüsikas käsitletavat teemat. Need põhimõisted mängivad olulist rolli sellistes valdkondades nagu astronoomia, termodünaamika, keemia, tuumateadus ja isegi mehaanilised süsteemid. Nendes valdkondades silma paistmiseks on oluline omada nendest teemadest selget arusaamist. Selles artiklis arutleme selle üle, mis on energia jäävus ja impulsi jäävus, nende määratlused, nende kahe teema rakendused, sarnasused ja lõpuks erinevus impulsi jäävuse ja energiasäästu vahel
Energiasääst
Energia säästmine on mõiste, mida arutatakse klassikalise mehaanika all. See väidab, et isoleeritud süsteemi energia koguhulk säilib. See pole aga täiesti tõsi. Selle mõiste täielikuks mõistmiseks tuleb kõigepe alt mõista energia ja massi mõistet. Energia on mitteintuitiivne mõiste. Mõiste "energia" on tuletatud kreeka sõnast "energeia", mis tähendab toimimist või tegevust. Selles mõttes on energia tegevuse taga olev mehhanism. Energia ei ole otseselt vaadeldav suurus. Küll aga saab seda välja arvutada väliseid omadusi mõõtes. Energiat võib leida mitmel kujul. Kineetiline energia, soojusenergia ja potentsiaalne energia on vaid mõned. Kuni erirelatiivsusteooria väljatöötamiseni arvati, et energia on universumis säilinud omadus. Tuumareaktsioonide vaatlused näitasid, et isoleeritud süsteemi energia ei säili. Tegelikult säilib isoleeritud süsteemis kombineeritud energia ja mass. Seda seetõttu, et energia ja mass on omavahel asendatavad. Selle annab väga kuulus võrrand E=m c2, kus E on energia, m on mass ja c on valguse kiirus.
Homu säilitamine
Momentum on liikuva objekti väga oluline omadus. Objekti impulss on võrdne objekti massiga, mis on korrutatud objekti kiirusega. Kuna mass on skalaar, on impulss ka vektor, millel on kiirusega sama suund. Üks olulisemaid impulsi seadusi on Newtoni teine liikumisseadus. See ütleb, et objektile mõjuv netojõud on võrdne impulsi muutumise kiirusega. Kuna mass on mitterelativistliku mehaanika korral konstantne, on impulsi muutumise kiirus võrdne massiga, mis on korrutatud objekti kiirendusega. Selle seaduse kõige olulisem tuletis on impulsi jäävuse teooria. See väidab, et kui süsteemi netojõud on null, jääb süsteemi koguimpulss konstantseks. Hoog säilib isegi relativistlikes skaalades. Momentumil on kaks erinevat vormi. Lineaarne impulss on impulss, mis vastab lineaarsetele liikumistele, ja nurkimpulss on impulss, mis vastab nurkliikumisele. Mõlemad kogused säilivad ül altoodud kriteeriumide alusel.
Mis vahe on impulsi ja energiasäästu vahel?
• Energiasääst kehtib ainult mitterelativistlike skaalade puhul ja eeldusel, et tuumareaktsioone ei toimu. Impulss, olgu siis lineaarne või nurkne, säilib isegi relativistlikes tingimustes.
• Energiasääst on skalaarne säästmine; seetõttu tuleb arvutuste tegemisel arvestada energia koguhulgaga. Momentum on vektor. Seetõttu võetakse impulsi säilitamist kui suunasäästu. Kaitset mõjutab ainult moment vaadeldavas suunas.
