Номер 1, страница 292 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Параграф 5.1. Значение законов сохранения. Глава 5. Закон сохранения импульса. Законы сохранения в механике - номер 1, страница 292.

Условие.

? Каково значение законов сохранения? Ответ представьте в виде структурно-логической схемы.

Решение.

• Фундаментальные принципы мироустройства

  • Отражают наиболее общие свойства (симметрии) пространства и времени, что устанавливается теоремой Нётер:

    • Закон сохранения энергии является следствием однородности времени (независимости физических законов от момента времени).

    • Закон сохранения импульса является следствием однородности пространства (независимости физических законов от положения в пространстве).

    • Закон сохранения момента импульса является следствием изотропии пространства (независимости физических законов от направления в пространстве).

  • Являются универсальными: справедливы для всех известных взаимодействий и применяются в любых масштабах, от микромира (элементарные частицы) до мегамира (галактики и Вселенная).

• Мощный аналитический инструмент для решения задач

  • Позволяют анализировать физические процессы, не вдаваясь в детали действующих сил или механизмов взаимодействия. Например, при анализе столкновений тел можно найти их конечные скорости, зная только начальные условия, без необходимости описывать сложные и кратковременные силы удара.

  • Упрощают решение задач, устанавливая строгие ограничения (запреты) на возможные процессы. Любое явление, нарушающее хотя бы один закон сохранения, невозможно.

  • Дают возможность предсказывать исход явлений. Например, в физике элементарных частиц законы сохранения (энергии, импульса, заряда, лептонного и барионного чисел) позволяют определить, какие частицы могут родиться в результате реакции.

• Критерий и руководство для развития физических теорий

  • Любая новая теория должна согласовываться с фундаментальными законами сохранения. Это одно из первых требований, предъявляемых к новым теоретическим построениям.

  • Наблюдаемые или кажущиеся нарушения законов сохранения стимулируют научный поиск и могут приводить к великим открытиям. Классический пример — предположение о существовании нейтрино, сделанное В. Паули для «спасения» закона сохранения энергии в процессе бета-раcпада.

• Основа для практических и технологических приложений

  • Техника и инженерия: На законе сохранения импульса основан принцип реактивного движения (ракеты, реактивные самолеты). Закон сохранения энергии является основой термодинамики и используется при расчете эффективности двигателей, холодильных установок и электростанций.

  • Электротехника: Закон сохранения электрического заряда (выраженный, например, в первом правиле Кирхгофа) является основополагающим при проектировании и анализе электрических цепей.

  • Астрофизика: Законы сохранения позволяют описывать движение планет, эволюцию звезд, процессы в аккреционных дисках вокруг черных дыр и другие космические явления.

Ответ: Значение законов сохранения огромно и многогранно: они являются фундаментальными принципами, отражающими симметрии нашего мира, служат мощным инструментом для решения задач и предсказания явлений, выступают критерием состоятельности новых физических теорий и лежат в основе множества технологических приложений. Представленная выше структурно-логическая схема раскрывает эти аспекты.