動量守恒定理和能量守恒定理是自然界的兩個基本數學定理。 我相信你對他們很熟悉。 數學課上的朋友用它們解決了很多習題。 但是,你有沒有想過為什么它們會被保存下來? 保護背后揭示了哪些自然的基本原則?
下面我們就來看看吧。
首先看勢頭。 動量的定義是質量和速度的乘積,是人們定義的反映物體運動總量的概念。 看起來比較直觀,也容易理解,因為很明顯,速度不能作為判斷物質運動量的標準,而必須同時考慮質量。 因為,一個平滑連接的行星似乎比一個快速連接的塵埃有更大的動量。
那么,讓我們看看動力的另一面。 動量的變化等于力和時間的乘積,所以如果以靜止的物體作為參考系,可以發現,所謂的動量似乎就是物體在時間上所遇到的力的累積。 初始動量是由力獲得的動量定理什么意思,運動的物體也因力而相應改變動量。 這樣,由于力的作用是相互的,斥力和反斥力大小相等、方向相反,作用時間也必須相同,所以,施力損失的動量一方必須與受力方獲得的動量相同,因此該系統的總動量也必須守恒。
因此,動量守恒定律體現了兩個定律:一是牛頓定理中的斥力與反斥力的關系;二是牛頓定理中的斥力與反斥力的關系。 另一個是時間的一致性。
我們再看看能源。 能量的定義有很多種,不同的能量形式有不同的定義,但它們都代表了物體做功的能力。 這里,我們僅以動能方式為例進行分析。 在動能中,能量是質量與速度的平方乘以2的乘積。不管系數如何,可以發現,雖然能量是速度加上動量的乘積。 這時,它的左側就變成了力和距離的乘積。 這樣一來,也可以發現,能量似乎就是空間中力量的積聚。 同樣,由于力與空間的一致性,力作用過程中,一方損失的能量必然等于另一方獲得的能量,從而促進系統總能量守恒。
因此,能量守恒定律也體現了兩個定律:一是牛頓定理中斥力與反斥力的關系;二是牛頓定理中斥力與反斥力的關系。 二是空間的一致性。
對于其他不同的能量模式來說,只是運動方式和幻象的區別,例如電能是大量電子的定向流動,熱能是物體內部粒子的隨機運動等等,所以還必須符合能量守恒定律。 在這里,可以進一步分析勢能。 勢能表現為從低能區向高能區的運動。 我們會發現,這可能是一種更直觀的在空間中積聚力的方式動量定理什么意思,但是這些力積聚所帶來的能量是被儲存起來的。
從目前的討論我們會發現,兩個守恒定理的本質實際上是力的作用過程中施力方和受力方所經歷的時間和空間一致的直接反映。 動量守恒的理解比較簡單,因為它的方法比較單一; 能量守恒定律的理解比較困難,因為能量隨著物體運行模式的不同而表現出很大不同,但本質上是力在空間中的積累。 明白了運動的本質之后,我們也就可以理解為什么能量守恒了。