Momentum and Impulse

Momentum i impuls są terminami opisującymi pojęcia z fizyki, które są względnie podobne. Większość zamieszania wynika z faktu, że oba te pojęcia mają te same jednostki - masa razy prędkość. Jednak zasadniczo nie są one takie same i są obliczane na różne sposoby.

Zarówno pęd, jak i impuls są pojęciami z mechaniki klasycznej, gałęzi fizyki, która obraca się wokół drugiej zasady ruchu Newtona. Jednakże, podczas gdy pęd obiektu jest obliczany jako iloczyn masy i prędkości tego obiektu, impulsem jest zmiana pędu układu przez pewien okres czasu. Powoduje to, że obie koncepcje mają te same jednostki, ale całkowicie różne znaczenia, opisując zupełnie różne zjawiska i są obliczane na dwa zupełnie różne sposoby.

Co to jest Momentum?

W zaawansowanych sformułowaniach mechaniki klasycznej można użyć czegoś zwanego "uogólnionym pędem". Wartość uogólnionego pędu nie zależy od układu współrzędnych ani innych ograniczeń. Następnie możesz dalej definiować inne struktury matematyczne, takie jak Lagrangians lub Hamiltonians, aby opisać, jak obliczyć kinetyczny pęd z uogólnionego, z określonym układem współrzędnych i dodatkowymi fizycznymi ograniczeniami.

Są to jednak wysoce techniczne definicje pędu, które różnią się od zwykłych. Dlatego, dla jasności, artykuł ten skoncentruje się wyłącznie na pędzie kinetycznym lub, w większości przypadków, jedynie na ogólnym znaczeniu pędu.

Chwila, w tym sensie, jest wektorem, który można obliczyć przez pomnożenie masy obiektu z jego prędkością (który jest także wektorem, a przyczyną rozpędu jest również wektor). Jego jednostka SI to kilogram na sekundę i odgrywa kluczową rolę w obliczaniu siły z drugiego prawa ruchu Newtona, ponieważ siła jest równa szybkości zmiany pędu. Jeśli rozpatruje się system składający się z więcej niż jednego ciała, można obliczyć jego pęd, obliczając pęd każdej pojedynczej cząstki w tym układzie, a następnie sumując je jako wektory. Wynikowy wektor będzie impetem całego układu.

Czym jest Impulse?

Impuls, z technicznego punktu widzenia, reprezentuje całkę siły w pewnym przedziale czasowym, która zasadniczo oblicza obszar pod wykresem siły z jednego punktu w czasie do drugiego. Innym sposobem przedstawienia impulsu jest zmiana pędu ciała lub układu ciał.

Na przykład, gdybyś naciskał skrzynię o określonej masie i naciskałeś ją ze stałą siłą przez dwa różne okresy czasu, zmiana pędu (innymi słowy - impuls) byłaby większa w jednym przypadku niż w drugi, ponieważ zastosowałeś siłę przez dłuższy czas. Impuls może jednak być taki sam, bez względu na to, czy działasz przez 5, czy 10 sekund.

Na przykład, jeśli zastosujesz małą siłę przez dłuższy czas lub silną siłę przez mniejszy okres czasu, możesz zrobić ten sam efekt, a obiekt, który zastosujesz, będzie miał tę samą zmianę pędu, a zatem ten sam impuls. Jest to najczęstszy przykład, który jest używany do opisania, w jaki sposób pęd i impuls zasadniczo nie są tym samym. Jednostki SI impulsu to newton sekunda. Ponieważ jednak newton jest tak naprawdę kilogramem na sekundę do kwadratu, po połączeniu tych definicji okaże się, że jednostką impulsu jest kilogram na sekundę, a ten impuls rzeczywiście ma te same jednostki SI co pęd - co jest konsekwencją impuls rzeczywiście odzwierciedlający zmianę tempa.

Różnica między Momentum a Impulsem

Obliczenia dla Momentum vs. Impulse

Sposób, w jaki obliczasz każdy, jest zupełnie inny. Obliczasz impuls obiektu poprzez pomnożenie jego masy przez jego prędkość, podczas obliczania impulsu obiektu przez obliczenie całki siły przez pewien okres czasu, lub alternatywnie poprzez obliczenie zmiany pędu ciała. Dotyczy to również systemów więcej niż jednego ciała, wystarczy obliczyć sumę wszystkich wektorów.

Połączenie z użyciem siły

Jak wspomniano powyżej, impuls jest całką siły, więc można ją obliczyć bezpośrednio, znając siłę, podczas gdy pęd jest wykorzystywany do obliczenia samej siły.

Rozważane efekty Momentum vs. Impulse

Impuls bierze pod uwagę dwie rzeczy - zarówno siłę, która działa w systemie, jak i czas trwania działania tej siły. Jednak momentum daje natychmiastowe efekty działania siły na system, pod względem iloczynu masy i prędkości, bez dostarczania wiedzy o tym, jak ta siła działała w przeszłości.

Momentum vs. Impulse

Podsumowanie Momentum vs. Impulse

• Pęd i impuls są pojęciami z fizyki i mechaniki klasycznej, które są używane do opisania różnych cech poruszających się ciał
• Moment jest obliczany jako iloczyn masy i prędkości, podczas gdy impuls jest obliczany jako całka siły przez pewien okres czasu, dla którego działa
• Główna różnica polega na tym, w jaki sposób są obliczane, co reprezentują i co uwzględniają z natury.