守恒定律和极值原理
这是一个的结果牛顿运动定律的总动力保持不变在系统完全隔离从外部影响。唯一的力量作用于系统的任何部分施加其他部分;如果这些都是成对的,根据第三法律,一个施加在B一个力大小相等,方向相反的B在一个。根据热力学第二定律,动量的变化速度等于作用力,动量的变化一个是大小相等,方向相反的吗B只有这两个被认为是相互的力量。因为单独的力量是添加剂的影响,由此可见,系统作为一个整体没有动量变化发生。的质量中心整个系统遵循热力学第一定律的剩余静止或匀速运动,只要没有外部影响因素。这是最古老的守恒定律调用经常在解决动态问题。
角动量守恒
的总角动量(也称为动量矩)一个孤立系统的定点是守恒的。一个粒子角动量的质量米移动的速度v即时在远处时r从固定的角度米r∧v。数量写成r∧v是一个向量(矢量产品的r和v对笛卡尔轴)组件
意思是更容易欣赏如果所有的粒子和移动在一个平面上。任何一个粒子的角动量是动量的产物米v和距离最近的方法的粒子的定点如果继续在一条直线。的向量是正常的飞机。总角动量守恒并不遵循立即从牛顿定律,但要求额外的假设任何一对部队行动和反应,不仅大小相等,方向相反,沿着同一条直线。总是如此的中心力量,但它同样适用于沿着滑动表面摩擦力发达。如果没有角动量守恒的,一个人可能会发现一个孤立的身体发展自发对遥远的恒星旋转,或者如果旋转一样地球没有任何外因,改变其转速。等小的改变地球从without-e.g方面的经验是可以解释的干扰。潮汐力施加的月亮。的守恒定律角动量的质疑。
在自然,然而,有偏心的力量,例如,当带电粒子移动过去的条形磁铁。如果行运动和磁铁的轴线躺在一个平面,粒子上的磁铁施加一个力垂直于飞机时磁场移动粒子产生一个大小相等,方向相反的力磁铁。同时,它对几个倾向于飞机的磁铁。角动量并不守恒的,除非一个想象的平衡角动量在磁铁周围的空间分布和电荷变化随着粒子的过去。所需的结果是巧妙地表达了对可能存在的磁极,会产生一个磁场类似的到电场的电荷(条形磁铁表现大约像两个相反的两极,一个两端附近)。然后是每一对,组成的问和一个极P角动量,μ0P问/ 4π,仿佛电场和磁场在一起像一个陀螺旋转对线连接P和问。这种贡献中,角动量守恒。
能量守恒
关联设备的机械性能与领域,到目前为止已经出现只是方便的数学结构,甚至更大影响当保护能源被认为是。守恒定律,被认为是基本的物理似乎乍一看,从一个原子的观点,几乎微不足道。由中央部队,如果两个粒子相互作用势函数的ϕ可以定义这样的毕业生ϕ经历给力的大小,它遵循从牛顿运动定律,ϕ的总和,单独的动能,定义为1/2米v2,保持不变。这个和定义是两个粒子的总能量,由其定义,自动保存。论点可能扩展到任意数量的粒子相互作用通过中央部队;势能函数可能总是被发现,这只取决于粒子的相对位置,这可能被添加到动能之和(只依赖速度)给的总能量是守恒的。
的概念势能,从而引入作为一个正式的设备,获得一个更具体的外观表达时的电场和磁场强度的粒子相互作用通过指控。数量1/2ε0Ε2和B2/ 2μ0可能被解释为单位体积的贡献电场和磁场的势能,,这些都是什么时候集成对所有空间和添加到动能表达,总能量是守恒量。这些表达式的鼎盛时期期间被发现醚理论,根据介质的所有空间渗透能够传送部队之间的粒子(见上图)。电场和磁场被解释成醚的应变状态的描述,以便存储能量在空间的位置没有更值得注意的要比在一个压缩弹簧。遗弃的以太理论的崛起相对论理论,visualizable模型不再有效。