Forskellen mellem Momentum og Impuls

Momentum og impuls er begge udtryk, der beskriver begreber i fysik, der er relativt ens. Det meste af forvirringen stammer fra det faktum, at begge disse begreber har de samme enheder - masse gange hastighed. De er dog grundlæggende ikke de samme og beregnes på forskellige måder.

Både momentum og impuls er begreber fra klassisk mekanik, en gren af ​​fysik, der drejer sig om Newtons anden bevægelseslov. Selvom et objekts momentum beregnes som produktets masse og hastighed for det objekt, repræsenterer impulsen ændringen af ​​momentum for et system over et bestemt tidsrum. Dette resulterer i, at begge koncepter har de samme enheder, men helt forskellige betydninger, der beskriver helt forskellige fænomener og beregnes på to helt forskellige måder.

Hvad er Momentum?

I avancerede formuleringer af klassisk mekanik kan du bruge noget kaldet ”generaliseret momentum”. Værdien af ​​det generelle momentum afhænger ikke af et koordinatsystem eller andre begrænsninger. Derefter kan du yderligere definere andre matematiske strukturer, såsom Lagrangians eller Hamiltonians, for at beskrive, hvordan man beregner det kinetiske momentum fra det generaliserede, med et specificeret koordinatsystem og eventuelle yderligere fysiske begrænsninger..

Dette er dog meget tekniske definitioner af momentum, der adskiller sig fra de almindelige. Derfor af hensyn til klarheden vil denne artikel kun fokusere på den kinetiske momentum, eller i de fleste tilfælde bare udtrykket momentum generelt.

Momentum er i denne forstand en vektor, der kan beregnes ved at multiplicere objektets masse med dets hastighed (som også er en vektor, og årsagsmomentumet er også en vektor). Dens SI-enhed er kilogram meter i sekundet, og det spiller en afgørende rolle i beregningen af ​​kraften ud fra Newtons anden bevægelseslov, fordi kraften er lig med hastigheden på skiftet af momentum. Hvis der betragtes et system med mere end et organ, kan du beregne dens momentum ved at beregne momentumet for hver enkelt partikel i det system og derefter tilføje dem sammen som vektorer. Den resulterende vektor vil være momentumet for hele systemet.

Hvad er impuls?

Impuls, i tekniske termer, repræsenterer et integral af en kraft over et bestemt tidsinterval, der grundlæggende beregner arealet under kraftens graf fra det ene tidspunkt til det andet. En anden måde at repræsentere impuls er som en ændring i momentumet for et legeme eller et system af kroppe.

For eksempel, hvis du skubber en boks med en bestemt masse, og du skubber den med konstant kraft i to forskellige tidsperioder, ville ændringen i momentum (med andre ord - impuls) være større i et tilfælde end det er i den anden, fordi du anvendte styrken i en længere periode. Imidlertid kan impulsen være den samme, uanset om du handler i 5 eller 10 sekunder.

For eksempel, hvis du anvender en lille styrke over en lang periode eller en stærk styrke over en mindre periode, kan du gøre den samme effekt, og objektet, du anvendte den kraft på, ville have den samme momentumændring, og derfor den samme impuls. Dette er det mest almindelige eksempel, der bruges til at beskrive, hvordan momentum og impuls grundlæggende ikke er den samme ting. SI-enhederne af en impuls er Newton-sekundet. Da newton imidlertid virkelig er kilogram meter i sekundet i kvadratet, når du kombinerer disse definitioner, vil du opdage, at impulsenheden er kilogram meter pr. Sekund, og at impulsen virkelig har de samme SI-enheder som momentumet - hvilket er en konsekvens af impuls, der virkelig repræsenterer en ændring i momentum.

Forskel mellem Momentum og Impuls

Beregning for Momentum vs. Impuls

Den måde, du beregner på, er helt anderledes. Du beregner impulsen af ​​et objekt ved at multiplicere dens masse med dets hastighed, mens du beregner impulsen af ​​et objekt ved at beregne integralen af ​​en kraft over et tidsrum, eller alternativt ved at beregne ændringen i et legems momentum . Dette gælder også for alle systemer med mere end et organ, du skal bare beregne summen af ​​alle vektorer.

Forbindelse til kraft

Som nævnt ovenfor er impulsen en integral af en kraft, så den kan beregnes direkte ved at kende kraften, mens momentumet bruges til at beregne selve kraften.

Betragtede effekter af Momentum vs. Impuls

Impuls tager højde for to ting - både den kraft, der virker på et system, og varigheden af ​​den tid, som denne styrke virker. Imidlertid giver momentum kun de øjeblikkelige virkninger af virkningen af ​​kraft på et system med hensyn til produktet af masse og hastighed uden at give nogen viden om, hvordan denne kraft har handlet i fortiden.

Momentum vs. Impuls

Resumé af Momentum vs. Impuls

• Momentum og impuls er begreber inden for fysik og klassisk mekanik, der bruges til at beskrive forskellige træk ved bevægelige legemer
• Momentum beregnes som produktet af masse og hastighed, mens impuls beregnes som integralet af en kraft over et tidsrum, som det virker
• Den største forskel er i, hvordan de beregnes, hvad de repræsenterer og hvad de iboende tager højde for.