МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої НАУКИ
«Новосибірський державний технічний університет»
РЕФЕРАТ
По темі
Симетрія в природі: закони збереження
Виконав: ст.1курса, С.Ю. Черкашина
Перевірив: к. псих. н Е.Б. Селіванова
НОВОСИБІРСЬК
Зміст
I. Введення. Фундаментальні закони збереження. Зв'язок законів збереження з симетрією простору і часу. Симетрія як основа опису об'єктів і процесів у мікросвіті
Підсумки
Список літератури
I. Введення
Фундаментальні фізичні закони - це найбільш повне на сьогоднішній день, але наближене відображення об'єктивних процесів в природі. Різні форми руху матерії описуються різними фундаментальними теоріями. Кожна з цих теорій описує цілком певні явища: механічне або тепловий рух, електромагнітні явища.
Існують більш загальні закони в структурі фундаментальних фізичних теорій, що охоплюють усі форми руху матерії і всі процеси. Це закони симетрії, або інваріантності, і пов'язані з ними закони збереження фізичних величин.
Закони збереження фізичних величин - це твердження, згідно з якими чисельні значення цих величин не змінюються з часом в будь-яких процесах або класах процесів. Фактично в багатьох випадках закони збереження просто випливають з принципів симетрії.
Ідея збереження з'явилася спочатку як чисто філософська здогадка про наявність незмінного, стабільного у вічно мінливому світі. Ще античні філософи - матеріалісти прийшли до поняття матерії як незнищенної і несотворімості основи всього сущого. З іншого боку, спостереження постійних змін у природі приводило до уявлення про вічному русі матерії як важливому її властивості. З появою матеріалістичної формулювання механіки на цій основі з'явилися закони збереження.
Закони збереження тісно пов'язані з властивостями симетрії фізичних систем. При цьому симетрія розуміється як інваріантність фізичних законів щодо деякої групи перетворень входять до них величин. Наявність симетрії призводить до того, що для даної системи існує сохраняющаяся фізична величина. Якщо відомі властивості симетрії системи, як правило, можна знайти для неї закон збереження і навпаки.
Найважливішими законами збереження, справедливими для будь-яких ізольованих систем, є: закон збереження енергії; закон збереження імпульсу; закон збереження моменту імпульсу.
II. Фундаментальні закони збереження
Закон збереження енергії в механічних процесах.
Механічна енергія підрозділяється на два види: потенційну і кінетичну. Потенційна енергія характеризує взаємодіючі тіла, а кінетична - рухомі. І потенційна і кінетична енергії змінюються тільки в результаті такої взаємодії тіл, при якому діють на тіла сили здійснюють роботу, відмінну від нуля.
Розглянемо тепер питання про зміну енергії при взаємодії тіл, що утворюють замкнену систему. Якщо кілька тіл взаємодіють між собою тільки силами тяжіння і силами пружності і ніякі зовнішні сили не діють, то при будь-яких взаємодіях сума кінетичної і потенційної енергій тіл залишається постійною. Це твердження називається законом збереження енергії в механічних процесах.
Сума кінетичної і потенційної енергій тіл називається повною механічною енергією. Тому закон збереження енергії можна сформулювати так: повна механічна енергія замкнутої системи тіл, взаємодіючих силами тяжіння і пружності, залишається постійною.
Основний зміст закону збереження енергії полягає не тільки у встановленні факту збереження повної механічної енергії, а й у встановленні можливості взаємних перетворень кінетичної і потенційної енергій в рівній кількісної міру при взаємодії тел.
Закон збереження повної механічної енергії в процесах за участю сил пружності і гравітаційних сил є одним з основних законів механіки. Знання цього закону спрощує вирішення багатьох завдань, що мають велике практичне значення в практичному житті.
Наприклад, для отримання електроенергії широко використовується енергія річок. З цією метою будують греблі, перегороджують річки. Під дією сил тяжіння вода з водосховища за греблею рухається вниз по колодязю прискорено і набуває деяку кінетичну енергію. При зіткненні швидко рухається потоку води з лопатками гі...
