物理学の保全に関連するいくつかの重要な概念は次のとおりです。
基本的な保全法:
* エネルギーの保存: 孤立したシステムの総エネルギーは一定のままです。エネルギーは、ある形式から別の形式(たとえば、運動エネルギーからポテンシャルエネルギーまで)に変換できますが、合計量は常に同じままです。
* 運動量の保存: 孤立したシステムの総勢いは一定のままです。勢いは、動きのあるオブジェクトの質量の尺度です。衝突では、衝突前の総勢いは、衝突後の総勢いに等しくなります。
* 角運動量の保存: 孤立したシステムの総角運動量は一定のままです。角運動量は、オブジェクトの回転傾向の尺度です。この原則は、アイススケーターのようなスピニングオブジェクトが腕を引くことで回転速度を上げることができる理由を説明しています。
* 充電の保全: 孤立したシステムの総電荷は一定のままです。充電はオブジェクト間で転送できますが、正と負の電荷の全体的な量は常にバランスが取れています。
* 質量の保存: 古典的なメカニックでは、一般に質量は保存されていると考えられています。ただし、核反応では、アインシュタインの有名な方程式E =MC²によると、核反応ではエネルギーに変換され、その逆も同様です。
保全原則の応用:
保全法は、物理システムの行動を理解して予測するために使用される基本原則です。これらは、物理学の多くの分野で重要です。
* メカニック: 衝突、発射体の動き、および回転オブジェクトの動きの分析。
* 熱力学: 熱伝達、エネルギー変換、およびエンジンの効率を理解する。
* 電磁気: 電荷と磁場の挙動の分析。
* 核物理学: 核反応と放射性崩壊の説明。
覚えておくべきキーポイント:
* 分離システム: 保全法は、孤立したシステムに適用されます。これは、環境とエネルギーや勢いを交換しないシステムを意味します。
* 変換: 保存された量の総値は一定のままですが、ある形式から別の形式に変換できます。
* 基本原則: 保全法は、物理学における最も基本的で広く適用可能な原則の一つです。それらは、物理的現象を理解し、予測するための強力なツールを提供します。
保全の原則を理解することは、幅広い物理的現象を理解し、物理学の強固な基盤を構築するために不可欠です。