Физика оперирует несколькими основными понятиями, которые являются базовыми для понимания большинства происходящих процессов. Одни из них — законы сохранения в физике. С их помощью объясняются многие взаимодействия, передача энергии, а также изменения массы и объема, происходящие в ходе различных явлений окружающего мира.
Самые первые правила
Все законы сохранения в физике имеют, по большому счету, одного общего «предка». Это базис современной науки макромира, три закона Ньютона. Этот великий физик впервые опубликовал в четком изложении результаты своих наблюдений за миром в книге «Математические начала в натуральной философии».
До него, некоторые похожие суждения высказывали и другие ученые, в частности, Галлилей. Однако, именно Ньютон заложил и сформулировал основные принципы и законы сохранения в физике, которые было удобно использовать для построения более сложных структур и правил.
Первый закон Ньютона
Базой для появления понятия инерционных систем послужило сформированное Ньютоном высказывание простой мысли, что тело может сохранять свое состояние сколь угодно долго в том случае, если на него не действуют внешние силы. Это может быть полный покой или движение по прямой траектории с постоянной неизменной скоростью.
Это первый закон Ньютона в его исходном изложении. Он послужил созданию понятия инерционных систем, которые в качестве теоретической базы используют законы сохранения в физике, а точнее — правило сохранения скорости.
Второй закон Ньютона
Его еще называют «закон постоянства импульса». Как впервые его сформулировал Ньютон, количество движения изменяется пропорционально действию сторонней силы. Происходит изменение движения в направлении приложения постороннего воздействия.
Первый и второй законы сохранения в физике — постоянство скорости и импульса (количества движения, как называл это Ньютон), служат базисом для описания движения любого тела в пространстве. Также они служат для расчета результатов механического взаимодействия материальных точек в плане изменения траекторий движения и взаимной скорости.
Третий закон Ньютона
Его еще называют законом сохранения сил. Сам ученый так высказал свои наблюдения: «на каждое действие всегда существует обратное, равное по величине и направленное в противоположную сторону». Иначе это можно озвучить как «тела воздействуют друг на друга с равными силами, направленными в противоположные стороны».
Данное ключевое правило, включенное в законы сохранения в физике, позволяет описать процесс взаимодействия объектов, когда они находятся в относительном покое. Например, почему режет нож. Или растягивается пружина весов под действием груза. Комплексное применение законов Ньютона может наиболее полно описать, как отскакивают друг от друга бильярдные шары и другие не сильно деформируемые предметы.
Законы сохранения в физике, ставшие следствием из законов Ньютона
Базовые понятия, изложенные великим физиком, впоследствии привели к появлению целого ряда правил, которые формируют законы сохранения в физике различных областей.
Закон сохранения энергии в классической механике.Первый закон термодинамики.Теорема Пойнтинга в электродинамике.
Законы сохранения действуют и в более сложных системах, включая разделы квантовой физики.