Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

Закони одржања су универзални физички закони који важе у свим областима физике. У изолованом систему (делују само унутрашње силе) одређене величине остају константне током времена:\[ \sum \vec{p} = \text{const} \]\[ E_k + E_p = \text{const} \]\[ I_1\omega_1 = I_2\omega_2 \]Не зависе од облика сила и путање, већ само од почетног и крајњег стања.

Детаљно решење

1. корак: Шта су закони одржања

Закони одржања су универзални физички закони који важе у свим областима физике (механика, термодинамика, електромагнетизам, атомска и нуклеарна физика).

2. корак: Шта тврде закони одржања

Закони одржања говоре о томе да одређена физичка величина у изолованом систему (систем у коме делују само унутрашње силе) остаје константна током времена, иако се тела у систему крећу и међусобно делују. Примери таквих закона:
  • закон одржања импулса: \( \sum \vec{p} = \text{const} \);
  • закон одржања механичке енергије: \( E_k + E_p = \text{const} \) (када делују само конзервативне силе);
  • закон одржања момента импулса: \( I_1\omega_1 = I_2\omega_2 \) (када је резултујући момент силе једнак нули).

3. корак: По чему се издвајају од других закона

Закони одржања се издвајају по томе што:
  • су универзални, односно важе у свим областима физике;
  • не зависе од конкретног облика сила и путање тела, већ само од почетног и крајњег стања система;
  • омогућавају да се проблем реши и када су силе непознате или сложене, јер су величине на почетку и на крају једнаке.

Кратак запис решења:

Закони одржања су универзални (важе у свим областима физике). У изолованом систему одређена величина остаје константна: \[ \sum \vec{p} = \text{const}, \quad E_k + E_p = \text{const}, \quad I\omega = \text{const} \]

Најважније из лекције

Момент импулса ротирајућег крутог тела једнак је производу његовог момента инерције и угаоне брзине, \( L = I \cdot \omega \). Закон одржања момента импулса: ако је резултујући момент свих спољашњих сила једнак нули, момент импулса тела је константан, \( L = I \cdot \omega = \text{const} \). При томе унутрашње силе могу променити облик тела (његов момент инерције) и угаону брзину, али тако да њихов производ остане исти. Пример је пирует клизачице: када скупи руке, момент инерције се смањи, па се угаона брзина повећа. За систем тела важи да је укупан момент импулса константан ако је резултујући спољашњи момент силе једнак нули.
Момент импулса ротирајућег крутог тела једнак је производу момента инерције \( I \) и угаоне брзине \( \omega \):
\[ L = I \cdot \omega \]
Уколико је резултујући момент силе који делује на ротирајуће круто тело једнак нули, момент импулса тог тела је константан.
\[ L = I \cdot \omega = \text{const} \]
Под дејством унутрашњих сила може доћи до промене облика тела (његовог момента инерције) и угаоне брзине, али тако да њихов производ остане исти: \( I_1 \omega_1 = I_2 \omega_2 \).
Клизачица која се ротира на леду одржава момент импулса, јер су момент силе трења и момент силе теже занемарљиви (приближно нула).
Када скупи руке, оне су ближе оси ротације, па је момент инерције мањи. Да би момент импулса остао исти, угаона брзина се повећа — клизачица се брже окреће, без дејства спољашњих сила.
Ако се систем састоји од два или више ротирајућих тела, закон се односи на укупан момент импулса свих тела у систему.
Моменти импулса појединих тела могу се мењати под дејством унутрашњих сила, али укупан момент импулса система остаје исти ако је резултујући спољашњи момент силе једнак нули.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: