Uhifadhi wa Nishati dhidi ya Kasi | Uhifadhi wa Kasi dhidi ya Uhifadhi wa Nishati
Uhifadhi wa nishati na uhifadhi wa kasi ni mada mbili muhimu zinazojadiliwa katika fizikia. Dhana hizi za kimsingi zina jukumu kubwa katika nyanja kama vile astronomia, thermodynamics, kemia, sayansi ya nyuklia na hata mifumo ya mitambo. Ni muhimu kuwa na uelewa wazi katika mada hizi ili kufaulu katika nyanja hizi. Katika makala haya, tutajadili uhifadhi wa nishati na uhifadhi wa kasi ni nini, ufafanuzi wao, matumizi ya mada hizi mbili, kufanana na mwishowe tofauti kati ya uhifadhi wa kasi na uhifadhi wa nishati
Uhifadhi wa Nishati
Uhifadhi wa nishati ni dhana ambayo inajadiliwa chini ya ufundi wa kitamaduni. Hii inasema kwamba jumla ya kiasi cha nishati katika mfumo wa pekee huhifadhiwa. Hata hivyo, hii si kweli kabisa. Ili kuelewa dhana hii kikamilifu, mtu lazima kwanza aelewe dhana ya nishati na wingi. Nishati ni dhana isiyo ya angavu. Neno "nishati" linatokana na neno la Kigiriki "energeia", ambalo linamaanisha operesheni au shughuli. Kwa maana hii, nishati ni utaratibu nyuma ya shughuli. Nishati sio idadi inayoonekana moja kwa moja. Hata hivyo, inaweza kuhesabiwa kwa kupima mali ya nje. Nishati inaweza kupatikana katika aina nyingi. Nishati ya kinetic, nishati ya joto na nishati inayowezekana ni kutaja chache. Nishati ilifikiriwa kuwa mali iliyohifadhiwa katika ulimwengu hadi nadharia maalum ya uhusiano ilipoanzishwa. Uchunguzi wa athari za nyuklia ulionyesha kuwa nishati ya mfumo uliotengwa haijahifadhiwa. Kwa kweli, ni nishati na wingi wa pamoja ambao huhifadhiwa katika mfumo wa pekee. Hii ni kwa sababu nishati na wingi hubadilishana. Imetolewa na mlingano maarufu sana E=m c2, ambapo E ni nishati, m ni wingi na c ni kasi ya mwanga.
Uhifadhi wa Kasi
Momentum ni sifa muhimu sana ya kitu kinachosogea. Kasi ya kitu ni sawa na wingi wa kitu kilichozidishwa na kasi ya kitu. Kwa kuwa wingi ni scalar, kasi pia ni vector, ambayo ina mwelekeo sawa na kasi. Moja ya sheria muhimu zaidi kuhusu kasi ni sheria ya pili ya Newton ya mwendo. Inasema kwamba nguvu halisi inayofanya kazi kwenye kitu ni sawa na kiwango cha mabadiliko ya kasi. Kwa kuwa wingi ni mara kwa mara juu ya mitambo isiyo ya relativistic, kiwango cha mabadiliko ya kasi ni sawa na, wingi huongezeka kwa kuongeza kasi ya kitu. Muhimu zaidi kutoka kwa sheria hii ni nadharia ya uhifadhi wa kasi. Hii inasema kwamba ikiwa nguvu halisi kwenye mfumo ni sifuri, kasi ya jumla ya mfumo inabaki thabiti. Kasi huhifadhiwa hata katika mizani ya relativitiki. Momentum ina aina mbili tofauti. Kasi ya mstari ni kasi inayolingana na harakati za mstari, na kasi ya angular ni kasi inayolingana na harakati za angular. Idadi hizi zote mbili zimehifadhiwa chini ya vigezo vilivyo hapo juu.
Kuna tofauti gani kati ya uhifadhi wa kasi na uhifadhi wa nishati?
• Uhifadhi wa nishati ni kweli tu kwa mizani isiyohusiana, na mradi tu athari za nyuklia hazitokei. Kasi, ama ya mstari au ya angular, huhifadhiwa hata katika hali zinazohusiana.
• Uhifadhi wa nishati ni uhifadhi wa scalar; kwa hiyo, jumla ya kiasi cha nishati lazima izingatiwe wakati wa kufanya mahesabu. Kasi ni vekta. Kwa hivyo, uhifadhi wa kasi unachukuliwa kama uhifadhi wa mwelekeo. Muda tu kwenye mwelekeo unaozingatiwa ndio unaoathiri uhifadhi.
