Гипотеза. Закон сохранения момента импульса. Закон сохранения энергии

может принимать весьма разнообразные и непохожие друг на друга формы (кинетическая энергия движения, потенциальная энергия гравитационного взаимодействия, энергия электромагнитного поля и т.д),. При взаимодействиях объектов происходит обмен энергией между ними, сопровождающийся ее переходами из одних форм в другие. Закон сохранения энергии утверждает, что в замкнутой (т.е. не взаимодействующей с окружающим миром) системе ее полная энергия сохраняется во времени. Сложность состоит в том, что на сегодняшний день по-видимому не известны все формы существования энергии и, следовательно, математическое выражение для полной энергии. Первоначально казалось, что в замкнутых системах сохраняется сумма кинетической (связанной с движением тел) и потенциальной (Связанной с взаимодействием тел и определяемой их взаимным расположением) энергий, названная впоследствии механической энергией системы: Оказалось, что при наличии непотенциальных сил (работа которых по замкнутому пути не равна нулю) часть механической энергии "исчезает", переходя в тепловую или внутреннюю энергию. Формулировка последнего утверждения имела большое практическое значение, поскольку позволяла не отвлекать силы квалифицированных исследователей на анализ многочисленных экономически привлекательных проектов вечных двигателей первого рода, устройств, предназначенных для совершения работы, превосходящей количество затрачиваемой энергии (рис. 5_2). История развития естествознания насчитывает уже несколько примеров того, как подробный анализ кажущихся нарушений закона сохранения энергии стимулировал поиск новых каналов ее преобразования, что в конечном итоге приводило к открытию неизвестных ранее форм энергии. Так, например, "безвозвратная" потеря энергии при некоторых реакциях с участием элементарных частиц послужила указанием на существование еще одной неизвестной и трудно регистрируемой на эксперименте элементарной частицы, названной нейтрино. Как отмечалось, закон сохранения энергии является следствием симметрии нашего мира относительно сдвига во времени. Математические формулировки законов сохранения представляют собой выражения для скоростей изменения во времени сохраняющихся при выполнении определенных условий величин. Такой способ очень информативен, так как содержит в себе формулировки условий, при которых рассматриваемые величины действительно сохраняются во времени. Так скорость изменения импульса системы P (определяемого как сумма импульсов всех входящих в нее частиц) определяется суммарной внешней силой, действующей на все ее элементы: Момент импульса (или момент количества движения) частицы определяется как векторное произведение ее радиус-вектора на импульс (рис. 5_3): (векторным произведение двух векторов называют вектор (рис. 5_4), длина которого численно равна площади параллелограмма, построенного на перемножаемых векторах, и направленный перпендикулярно плоскости, определяемой сомножителями