حفظ الطاقة مقابل الزخم | الحفاظ على الزخم مقابل الحفاظ على الطاقة
الحفاظ على الطاقة والحفاظ على الزخم هما موضوعان مهمان تمت مناقشتهما في الفيزياء. تلعب هذه المفاهيم الأساسية دورًا رئيسيًا في مجالات مثل علم الفلك والديناميكا الحرارية والكيمياء والعلوم النووية وحتى الأنظمة الميكانيكية. من الضروري أن يكون لديك فهم واضح في هذه الموضوعات من أجل التفوق في هذه المجالات. في هذه المقالة ، سنناقش ماهية الحفاظ على الطاقة والحفاظ على الزخم ، وتعريفاتها ، وتطبيقات هذين الموضوعين ، وأوجه التشابه ، وأخيرًا الفرق بين الحفاظ على الزخم والحفاظ على الطاقة
حفظ الطاقة
الحفاظ على الطاقة هو مفهوم تتم مناقشته في إطار الميكانيكا الكلاسيكية. ينص هذا على الحفاظ على الكمية الإجمالية للطاقة في نظام معزول. ومع ذلك، هذا ليس صحيحا تماما. لفهم هذا المفهوم تمامًا ، يجب على المرء أولاً فهم مفهوم الطاقة والكتلة. الطاقة مفهوم غير بديهي. مصطلح "الطاقة" مشتق من الكلمة اليونانية "إنيرجيا" ، والتي تعني العملية أو النشاط. بهذا المعنى ، الطاقة هي الآلية الكامنة وراء أي نشاط. الطاقة ليست كمية يمكن ملاحظتها بشكل مباشر. ومع ذلك ، يمكن حسابها عن طريق قياس الخصائص الخارجية. يمكن العثور على الطاقة في أشكال عديدة. الطاقة الحركية والطاقة الحرارية والطاقة الكامنة على سبيل المثال لا الحصر. كان يُعتقد أن الطاقة هي خاصية محفوظة في الكون حتى تم تطوير نظرية النسبية الخاصة. أظهرت ملاحظات التفاعلات النووية أن طاقة النظام المعزول لا يتم حفظها. في الواقع ، يتم حفظ الطاقة والكتلة معًا في نظام معزول.هذا لأن الطاقة والكتلة قابلة للتبادل. يتم الحصول عليها من خلال المعادلة الشهيرة جدًا E=m c2، حيث E هي الطاقة ، m الكتلة و c هي سرعة الضوء.
الحفاظ على الزخم
الزخم خاصية مهمة جدًا لجسم متحرك. زخم جسم يساوي ضرب كتلة الجسم في سرعة الجسم. نظرًا لأن الكتلة عددية ، فإن الزخم هو أيضًا متجه ، له نفس اتجاه السرعة. أحد أهم القوانين المتعلقة بالزخم هو قانون نيوتن الثاني للحركة. تنص على أن صافي القوة المؤثرة على جسم ما يساوي معدل تغير الزخم. نظرًا لأن الكتلة ثابتة على الميكانيكا غير النسبية ، فإن معدل تغير الزخم يساوي ، مضروبة الكتلة في تسارع الجسم. أهم اشتقاق من هذا القانون هو نظرية الحفاظ على الزخم. ينص هذا على أنه إذا كانت القوة الكلية على النظام تساوي صفرًا ، فإن الزخم الكلي للنظام يظل ثابتًا.يتم الحفاظ على الزخم حتى في المقاييس النسبية. للزخم شكلين مختلفين. الزخم الخطي هو الزخم المقابل للحركات الخطية ، والزخم الزاوي هو الزخم المقابل للحركات الزاوية. يتم حفظ كل من هذه الكميات وفقًا للمعايير المذكورة أعلاه.
ما الفرق بين الحفاظ على الزخم والحفاظ على الطاقة؟
• الحفاظ على الطاقة صحيح فقط للمقاييس غير النسبية ، بشرط ألا تحدث التفاعلات النووية. يتم الحفاظ على الزخم ، سواء الخطي أو الزاوي ، حتى في الظروف النسبية.
• الحفاظ على الطاقة هو حفظ عددي. لذلك ، يجب مراعاة كمية الطاقة الإجمالية عند إجراء الحسابات. الزخم متجه. لذلك ، يتم اعتبار الحفاظ على الزخم كحفظ اتجاهي. فقط العزم على الاتجاه المدروس له تأثير على الحفظ.
