Изоловани системи

Преузми Word документ

У физици постоје закони који имају опште значење – важе у свим областима физике и других наука. Примењују се у свим областима физике, за разлику од других закона који се користе само у одређеним областима – Омов закон, Архимедов закон. То су закони одржања вредности неких физичких величина: импулса, енергије, момента импулса…

Пре преласка на анализе појава и примене закона одржања одредићемо значење неких појмова који се често се помињу.

Физички систем је скуп физичких тела (честица) која међусобно интерагују или учествују у некој физичкој појави. Тела која чине један физички систем могу да интерагују и са телима изван тог система.

Физички систем је свако појединачно тело или група тела која имају неку заједничку особину.

Пример: учионица – одређена група тела припада неком одређеном делу простора

Пример: Сунчев систем – сва тела која припадају Сунчевом систему

Унутрашње тело система је свако тело које припада датом систему.

Спољашње тело је свако тело које не припада изабраном систему.

Силе које делују између тела унутар система називају се унутрашње силе.

Спољашње силе су оне којима тела система узајамно делују са телима изван система.

Изоловани физички систем је систем који је изолован од спољашњих утицаја. Изоловани физички систем је систем у коме делују само унутрашње силе. Дејство спољашњих сила је уравнотежено или не постоји, односно може да се занемари. Резултанта спољашњих сила је једнака нули или су те силе много слабије од унутрашњих сила.

Сви закони одржања односе се на изолован систем као целину. Значи, укупна вредност посматране физичке величине у изолованом систему тела не мења се без обзира на промене унутар тог система.

Допуна:

Овако дефинисан изоловани систем практично не постоји, јер ће се ван изабраног система увек наћи неко тело, ма колико било удаљено, увек деловати спољашњом силом, због чега ће такав систем увек бити отворен.

Ипак постоји неколико начина да један систем прогласимо затвореним, па ћемо сада размотрити неке од њих:

• Најједноставнији начин је да изберемо систем тако да спољашња тела буду јако удаљена, због чега би све спољашње силе могли да сматрамо занемарљиво слабим, нарочито ако их, по јачини упоредимо са унутрашњим силама тог система. Добар пример за овако изабран систем би био Сунчев систем, зато што је нама најближа звезда – Проксима Кентаури јако удаљена (4,3 светлосне године), па се њен гравитациони утицај на тела у Сунчевом систему у односу на утицај Сунца може занемарити, а самим тим и утицај осталих још удаљенијих звезда.
• Најбољи начин је да се систем одабере тако да се све спољашње силе, које на њега делују, међусобно пониште. Такав систем можемо препознати по томе што, као целина, мирује или се креће равномерно праволинијски.
• Чак и у случају да спољашње силе нису занемарљиве и да се међусобно не поништавају, постоји начин да посматрани систем посматрамо као затворен. То се може учинити ако су спољашње силе небитне за одвијање појаве коју разматрамо у том систему.
• Ако се појава дешава у изузетно кратком временском интервалу, тада спољашње силе немају довољно времена да битно утичу на начин на који се појава дешава, па се систем ипак може сматрати затвореним. Као пример можемо узети појаву испаљивања метка из пушке, при чему систем: пушка – метак при самом испаљивању можемо сматрати затвореним, зато што ни гравитација ни отпор ваздуха као спољашње силе немају времена да битно утичу на сам процес. При том треба имати на уму да током каснијег лета метка ове две силе битно утичу на његово кретање, одређујући и његову брзину, али и путању у односу на површину земље. Међутим, при самом испаљивању процес се одвија скоро на потпуно исти начин као да се дешава у вакууму и у бестежинском стању. Силу трења, између метка и пушке, не разматрам јер је она у овом случају – унутрашња сила.

Закон одржања импулса