Erhaltungssätze

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Die „Erhaltung des Impulses“ folgt aus dem Reaktionsprinzip, gilt ohne weitere Bedingungen über die Grenzen der Mechanik hinaus und darf deshalb als ein Prinzip aufgefasst werden. Im Rahmen des Noether-Theorems, demzufolge zu jeder kontinuierlichen Symmetrie eines physikalischen Systems eine Erhaltungsgröße gehört, ergibt sich die Erhaltung des Impulses aus der Homogenität des Raums.

Der „Erhaltung der Energie“ ist im Rahmen der Mechanik an Randbedingungen für die zugrundeliegenden Kraftfelder geknüpft: Jedes konservative Kraftfeld ist mit einer Erhaltungsgröße verbunden, die als „Energie“ bezeichnet wird. Sie ist im Rahmen der Wärmelehre eine universelle Erhaltungsgröße, die sich letztlich nur aus der Änderung des Bewegungszustandes eines Körpers berechnen lässt.

Im Rahmen des Noether-Theorems ergibt sich die Erhaltung der Energie aus der Homogenität der Zeit, wenn also die Startzeit keine Rolle spielt. Dies kann auch im Rahmen der Mechanik nicht grundsätzlich verlangt werden, weil nicht-konservative Kraftfelder regieren, und Impuls sich so zerstreut, dass er niemals von alleine wieder zu seinem ursprünglichen Träger zurückkehrt. Erst die Wärmelehre verallgemeinert die Existenz der Energie als Zustandsgröße zu einem Prinzip. Ihr umfassender Erfolg beruht auf der Berücksichtung aller physikalischen Mengengrößen.

Die „Erhaltung der Masse“ ist in der Physik eine (mehr oder weniger selbstverständliche) Randbedingung, die z.B. bei der „Raketengrundgleichung“ bewusst aufgehoben wird. Die Masse eines Systems variiert systematisch mit dem enthaltenen Impuls und mit der Erzeugung bzw. Vernichtung von Quanten.