A MECHANIKA MEGMARADÁSI TÖRVÉNYEI

A fizikában olyan törvények is vannak, amelyek általános jelentőségűek A fizikában olyan törvények is vannak, amelyek általános jelentőségűek. Ezek a fizika (és más tudományokban is) minden területén érvényesek, a mikrovilágtól (molekulák, atomok és ezek összetevő részecskéi) egészen a hatalmas világűri testekig. Ezek a megmaradási törvények, amelyek több fizikai mennyiségre vonatkoznak: lendület (impulzus), energia, perdület (impulzus nyomaték)...

Ha ismertek a testre ható erők, akkor a mozgástörvények alapján megoldhatóak a mechanikai feladatok. Sok esetben azonban a mechanika törvényei nem alkalmazhatók a feladatok megoldásában, éppen a mozgást előidéző erők ismeretének hiánya miatt.

Például, két test ütközésekor (két golyócska, két autó, két repülő, stb.) nehéz megállapítani az itt ható erőket. Ezekben az esetekben az alakváltozások nagyon összetettek, nem olyan egyszerűek mint az elasztikus rugók esetében. Ez mellett ütközéskor az erők hatásideje is nagyon rövid. Ilyen eseteknél a megmaradási törvények alkalmazása leegyszerűsíti a probléma megoldását és sokkal gyorsabban eredményre jutunk, mint a Newton-törvények alkalmazásával.

Az összes megmaradási törvény zárt (izolált) rendszerre vonatkozik. A fizikai rendszert két vagy több test (részecske) alkotja, amelyek lehetnek egymás között is kölcsönhatásban, de kölcsönhatásba léphetnek a rendszeren kívüli testekkel is. A rendszeren belüli testek (részecskék) közötti kölcsönhatásokat belső erőknek nevezzük.

A külső erők a rendszerben lévő testek (részecskék) és a rendszeren kívüli testek közötti kölcsönhatások eredménye. Például a Föld és annak műholdja zárt rendszert képvisel, amelyben a műholdra ható gravitációs erő, belső erő. A Nap gravitációs ereje, amely a Föld- műhold rendszerre hat, ebben az esetben külső erő.

A megmaradási törvény általánosan a következő módon fogalmazható meg: A testek (részecskék) zárt rendszerében az adott fizikai mennyiség összértéke nem változik (tekintet nélkül a rendszerben történő változásokra). A zárt rendszerben nem létezik olyan folyamat, amely az adott fizikai memmyiség összértékének a megváltozásához vezetne.

Izolált (zárt) rendszernek nevezzük azon testek összességét, amelyek egymásra csak belső erőkkel hatnak. A zárt rendszerben lévő testekre nem hatnak külső erők, vagy a külső erők eredője nulla, vagy ezek az erők sokkal gyengébbek mint a belső erők. Ilyen rendszerek például a nyugvó vízen lévő csónak és a rajta lévő ember, az ágyú és a benne lévő gránát, rakéta és a benne lévő üzemanyag, egy test és a Föld, a Föld és annak műholdja.