สมมาตรและปริมาณอนุรักษ์
#IFConceptualPhysicsNo5 สมมาตรและปริมาณอนุรักษ์ พิจารณาการเคลื่อนที่ของจุดมวลบนแผ่นราบที่ไม่มีแรงเสียดทาน ถ้าแรงลัพธ์ที่กระทำบนจุดมวลเป็นศูนย์ จุดมวลก็จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยโมเมนตัมคงที่ ในที่นี้เราขอเน้นว่าเป็นโมเมนตัมที่คงที่ เพราะถ้าขนาดของมวลมีการเปลี่ยนแปลงตามเวลา อัตราเร็วในการเคลื่อนที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ถึงแม้ว่าแรงลัพธ์เป็นศูนย์ ต่อมาถ้าเราสร้างพิกัด 1 เพื่อวัดโมเมนตัมของจุดมวลตามเส้นทางที่จุดหมุนเคลื่อนไป เราจะพบว่าโมเมนตัมของจุดมวลและแรงลัพธ์ที่กระทำต่อจุดมวล (ซึ่งเป็นศูนย์) มีค่าคงที่ ไม่ว่าจุดมวลจะเคลื่อนที่ไปในตำแหน่งใด ๆ ตามเส้นทางการเคลื่อนที่ สิ่งนี้หมายความว่าระบบการเคลื่อนที่นี้มีสมมาตรในการเลื่อนไปตามเส้นตรง การมีสมมาตรก็คือ สภาพการเคลื่อนที่ของระบบซึ่งกำหนดได้ด้วยโมเมนตัมของจุดมวลและแรงลัพธ์ที่กระทำบนจุดมวลไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงของจุดมวล จากตัวอย่างง่าย ๆ นี้อาจกล่าวได้ว่า สมมาตรในการเลื่อนไปตามเส้นตรงจะทำให้โมเมนตั้มเชิงเส้นอนุรักษ์ (คงที่) ต่อมาลองพิจารณาวงแหวนที่หมุนรอบแกนตามรูป 1 ถ้าวงแหวนมีสมมาตรภายใต้การหมุนคือ ไม่ว่าจะหมุนกี่รอบก็มีทอร์ก […]

