Я занимаюсь физикой AP, и моя единственная настоящая проблема - это знать, когда указанные величины сохраняются. Пожалуйста, определите, что такое СИСТЕМА в вашем ответе.
У меня вроде есть основная идея. Например, если нет внешних сил, сохраняется импульс, то же самое верно для крутящего момента и углового момента.
Все это кажется таким сложным, поэтому было бы здорово, если бы вы могли прояснить это и показать мне, что на самом деле это довольно простая вещь.
ОДИН ПРИМЕР проблемы, которая обманывает меня, заключается в следующем:
Женщина массой 64,0 кг стоит на западном крае горизонтального поворотного круга с моментом инерции 505 кг·м2 и радиусом 2,00 м. Первоначально поворотный стол находится в состоянии покоя и может свободно вращаться вокруг вертикальной оси без трения, проходящей через его центр. Затем женщина начинает ходить по ободу против часовой стрелки (если смотреть сверху на систему) с постоянной скоростью 1,50 м/с относительно Земли. Рассмотрим систему женщина-поворотный стол, когда начинается движение.
По-видимому, сохраняется угловой момент, но не механическая энергия или регулярный импульс.
Мне нужна серьезная помощь в этом.
Для таких систем мы часто определяем пару величин, одна из которых характерна для объектов или систем, а другая — для взаимодействий. Примерами этих пар являются работа (взаимодействие) и энергия (система) или импульс (взаимодействие) и импульс (система). Не существует общепринятого названия для величины взаимодействия, которая сочетается с угловым моментом, но это будет интеграл крутящего момента, приложенного во времени, в строгой аналогии с импульсом и линейным импульсом.
Тогда общее правило состоит в том, что системная величина сохраняется, если система подвергается нулевому суммарному взаимодействию от внешних источников.
Так
и так далее.
Формулировка « нулевое чистое внешнее [количество взаимодействия]» может потребовать значительных математических вычислений для проверки и может развиваться таким образом, что правило сохранения применяется только между определенными состояниями системы. В каждом случае вы заменяете его более строгим требованием, чтобы либо внешняя сила, либо внешний крутящий момент всегда были равны нулю, что позволяет вам сохранять системную величину между любыми двумя состояниями системы.
Вся эта дискуссия ведется на уровне, где доступна только ньютоновская формулировка физики. Если у вас есть доступ к лагранжевой физике, теорема Нётер предлагает точный и математически строгий способ переформулировать эти соображения.
dmckee --- котенок экс-модератор