Uzavřený systém (mechanika) je systém těles umístěných v tak velké vzdálenosti od všech ostatních těles ve Vesmíru, že jejich vliv na tělesa uvažovaného systému lze zanedbat. Tělesa zahrnutá v uzavřeném nebo izolovaném systému mohou interagovat pouze mezi sebou a nemohou interagovat se všemi ostatními tělesy Vesmíru. [1] [2] [3] Pojem izolované soustavy se používá nejen v klasické, ale i v kvantové mechanice . [4] [5] [6]
Někteří autoři považují koncepty uzavřených a izolovaných systémů za vzájemně shodné [1] , jiní autoři je považují za odlišné [7] .
Zastánci druhého pohledu věří, že je třeba rozlišovat mezi uzavřeným systémem a izolovaným systémem [7] :
Z jejich pohledu je izolovaný systém vždy uzavřený, ale ne naopak.
Koncept uzavřeného systému je idealizací, protože gravitační síly se šíří v jakékoli vzdálenosti mezi objekty. Tato idealizace platí přibližně tehdy, když jsou síly vlivu objektů mimo systém zanedbatelně malé ve srovnání se silami působícími mezi objekty systému. [3]
Sluneční soustava je například považována za uzavřenou soustavu při studiu interakcí mezi všemi tělesy v ní obsaženými a ignorováním vlivu jiných hmotných objektů vesmíru na tělesa obsažená ve sluneční soustavě. [3]
Důležitost pojmu uzavřené mechanické soustavy je dána tím, že zákony zachování hybnosti, momentu hybnosti a energie platí pouze v uzavřených soustavách těles. Koncept uzavřeného systému se také v podstatě používá při definování pojmů homogenita času , homogenita a izotropie prostoru. [8] Před řešením jakéhokoli mechanického problému je zpravidla nutné nejprve definovat uzavřený systém těles, [9] [10] neboť pouze pro izolovaný mechanický systém lze deterministicky předpovídat jeho budoucnost na základě znalosti jeho počátečního podmínky a pohybové rovnice. [jedenáct]
V neinerciálních vztažných soustavách nemohou existovat žádné uzavřené soustavy, protože pro kterékoli z těles soustavy jsou setrvačné síly vždy vnějšími silami. [12]
Pokud se uzavřený mechanický systém skládá pouze z jednoho hmotného bodu, který nepodléhá vnějším vlivům, pak se nazývá volný hmotný bod . [3]
Celý vesmír jako celek nelze považovat za uzavřený systém. [osm]
Otevřený mechanický systém je mechanický systém interagující s jiným mechanickým systémem. Tato interakce se může projevit jak působením mechanických sil na otevřený systém (například jevem vynucených kmitů ), tak změnou parametrů otevřeného systému v čase (například jevem parametrického rezonance ). [13]
Pokud jiný mechanický systém vykonává určitý pohyb, pak je vhodné považovat oba mechanické systémy za jeden jednotný uzavřený mechanický systém. V tomto případě je působení mechanických sil z jedné jeho části na druhou dáno zohledněním vlivu jím vytvořeného vnějšího pole na potenciální energii kombinovaného systému. [čtrnáct]
Vnitřní síly jsou síly interakce mezi body uvažovaného systému. [15] Na základě třetího Newtonova zákona lze snadno dokázat, že hlavní vektor všech vnitřních sil soustavy a hlavní moment těchto sil vzhledem k libovolnému bodu jsou rovny nule, když je soustava v rovnováze a během jejího svévolný pohyb. [patnáct]
Vnější síly se nazývají mechanické síly, kterými působí na tělesa a body mechanické soustavy tělesa a body, které nejsou v uvažované soustavě zahrnuty. [patnáct]
Uzavřený systém je takový systém hmotných bodů nebo těles, z nichž každé není ovlivněno vnějšími silami. [16]
Mezi všemi abstrakcemi klasické fyziky je jednou z hlavních myšlenka izolovaného nebo uzavřeného systému.
Základní fyzikální abstrakce jsou izolovaný systém, který se vyvíjí nezávisle na zbytku světa, a interakce mezi potenciálně izolovanými systémy (nebo mezi izolovaným systémem a zbytkem světa)