Forskel mellem energibesparelse og momentum

Energibesparelse vs momentum | Conservation of Momentum vs Bevaring af Energi
 

Bevaring af energi og bevarelse af momentum er to vigtige emner, der diskuteres i fysik. Disse grundlæggende begreber spiller en vigtig rolle inden for områder som astronomi, termodynamik, kemi, nuklear videnskab og endda mekaniske systemer. Det er vigtigt at have en klar forståelse af disse emner for at udmærke sig på disse områder. I denne artikel skal vi diskutere hvad bevarelse af energi og bevarelse af momentum er, deres definitioner, anvendelser af disse to emner, lighederne og endelig forskellen mellem bevaring af fremdrift og bevarelse af energi

Energibesparelse

Energibesparelse er et koncept, der diskuteres under klassisk mekanik. Dette angiver, at den samlede mængde energi i et isoleret system bevares. Dette er dog ikke helt sandt. For at forstå dette begreb fuldt ud, skal man først forstå begrebet energi og masse. Energi er et ikke-intuitivt koncept. Udtrykket "energi" stammer fra det græske ord "energeia", som betyder drift eller aktivitet. I denne forstand er energi mekanismen bag en aktivitet. Energi er ikke en direkte observerbar mængde. Det kan dog beregnes ved at måle eksterne egenskaber. Energi kan findes i mange former. Kinetisk energi, termisk energi og potentiel energi er for at nævne nogle få. Energi blev antaget at være en bevaret egenskab i universet, indtil den specielle relativitetsteori blev udviklet. Observationer af nukleare reaktioner viste, at energien i et isoleret system ikke bevares. Faktisk er det den kombinerede energi og masse, der bevares i et isoleret system. Dette skyldes, at energi og masse kan udskiftes. Den er givet ved den meget berømte ligning E = m c2,hvor E er energien, er m massen og c er lysets hastighed.

Bevaring af momentum

Momentum er en meget vigtig egenskab ved et bevægeligt objekt. Et objekts momentum er lig med objektets masse ganget med objektets hastighed. Da massen er en skalar, er momentumet også en vektor, der har samme retning som hastigheden. En af de vigtigste love vedrørende momentum er Newtons anden bevægelseslov. Den siger, at nettokraften, der virker på et objekt, er lig med hastigheden på skift af momentum. Da massen er konstant på ikke-relativistisk mekanik, er hastigheden for skift af momentum lig med, massen ganget med acceleration af objektet. Den vigtigste afledning fra denne lov er momentumbevarelsesteorien. Dette siger, at hvis nettokraften på et system er nul, forbliver systemets samlede momentum konstant. Momentum bevares selv i relativistiske skalaer. Momentum har to forskellige former. Det lineære momentum er det momentum, der svarer til lineære bevægelser, og vinkelmomentumet er det momentum, der svarer til vinkelbevægelserne. Begge disse mængder er konserveret under ovennævnte kriterier.

Hvad er forskellen mellem bevarelse af momentum og bevarelse af energi?

• Energibesparelse gælder kun for ikke-relativistiske skalaer, forudsat at nukleare reaktioner ikke forekommer. Momentum, enten lineært eller kantet, bevares selv under relativistiske forhold.

• Energibesparelse er en skalærbeskyttelse; derfor skal den samlede energimængde overvejes, når man foretager beregninger. Momentum er en vektor. Derfor bevares momentumbeskyttelse som en retningsbestemt bevaring. Kun momentet i den betragtede retning har indflydelse på bevarelsen.