Legge di conservazione, chiamata anche legge di conservazione, in fisica, diversi principi che affermano che determinate proprietà fisiche (cioè quantità misurabili) non cambiano nel corso del tempo all’interno di un sistema fisico isolato. Nella fisica classica, leggi di questo tipo governano energia, momento, momento angolare, massa e carica elettrica. In fisica delle particelle, altre leggi di conservazione si applicano alle proprietà delle particelle subatomiche che sono invarianti durante le interazioni., Una funzione importante delle leggi di conservazione è che permettono di prevedere il comportamento macroscopico di un sistema senza dover considerare i dettagli microscopici del corso di un processo fisico o di una reazione chimica.
La conservazione dell’energia implica che l’energia non può essere né creata né distrutta, sebbene possa essere cambiata da una forma (meccanica, cinetica, chimica, ecc.) in un altro. In un sistema isolato la somma di tutte le forme di energia rimane quindi costante. Ad esempio, un corpo che cade ha una quantità costante di energia, ma la forma dell’energia cambia da potenziale a cinetica. Secondo la teoria della relatività, energia e massa sono equivalenti., Pertanto, la massa di riposo di un corpo può essere considerata una forma di energia potenziale, parte della quale può essere convertita in altre forme di energia.
La conservazione del momento lineare esprime il fatto che un corpo o un sistema di corpi in movimento mantiene il suo momento totale, il prodotto della massa e della velocità vettoriale, a meno che non venga applicata una forza esterna. In un sistema isolato (come l’universo), non ci sono forze esterne, quindi lo slancio è sempre conservato. Poiché la quantità di moto è conservata, anche i suoi componenti in qualsiasi direzione saranno conservati., L’applicazione della legge di conservazione della quantità di moto è importante nella soluzione dei problemi di collisione. Il funzionamento dei razzi esemplifica la conservazione della quantità di moto: l’aumento della quantità di moto in avanti del razzo è uguale ma opposto nel segno alla quantità di moto dei gas di scarico espulsi.
La conservazione del momento angolare dei corpi rotanti è analoga alla conservazione del momento lineare., Il momento angolare è una quantità vettoriale la cui conservazione esprime la legge secondo cui un corpo o un sistema che ruota continua a ruotare alla stessa velocità a meno che non venga applicata una forza di torsione, chiamata coppia. Il momento angolare di ogni bit di materia è costituito dal prodotto della sua massa, dalla sua distanza dall’asse di rotazione e dalla componente della sua velocità perpendicolare alla linea dall’asse.
La conservazione della massa implica che la materia non può essere né creata né distrutta—cioè, i processi che modificano le proprietà fisiche o chimiche delle sostanze all’interno di un sistema isolato (come la conversione di un liquido in un gas) lasciano la massa totale invariata. A rigor di termini, la massa non è una quantità conservata. Tuttavia, tranne che nelle reazioni nucleari, la conversione della massa a riposo in altre forme di massa-energia è così piccola che, con un alto grado di precisione, la massa a riposo può essere considerata conservata.,
Conservazione della carica afferma che la quantità totale di carica elettrica in un sistema non cambia con il tempo. A livello subatomico, è possibile creare particelle cariche, ma sempre in coppia con carica positiva e negativa uguali in modo che la quantità totale di carica rimanga sempre costante.
In fisica delle particelle, altre leggi di conservazione si applicano a determinate proprietà delle particelle nucleari, come il numero di barioni, il numero di leptoni e la stranezza., Tali leggi si applicano in aggiunta a quelle di massa, energia e quantità di moto incontrate nella vita di tutti i giorni e possono essere pensate come analoghe alla conservazione della carica elettrica. Vedi anche simmetria.
Le leggi di conservazione dell’energia, del momento e del momento angolare sono tutte derivate dalla meccanica classica. Tuttavia, tutto rimane vero nella meccanica quantistica e nella meccanica relativistica, che hanno sostituito la meccanica classica come la più fondamentale di tutte le leggi., Nel senso più profondo, le tre leggi di conservazione esprimono i fatti, rispettivamente, che la fisica non cambia con il passare del tempo, con lo spostamento nello spazio o con la rotazione nello spazio.