Momentum a impuls

Momentum a impuls jsou oba termíny, které popisují pojmy ve fyzice, které jsou relativně podobné. Většina zmatek vyplývá ze skutečnosti, že oba tyto pojmy mají stejné jednotky - hmotnostní časy rychlosti. V zásadě však nejsou stejné a jsou vypočteny různými způsoby.

Obě hybnosti a impulsu jsou pojmy z klasické mechaniky, odvětví fyziky, které se točí kolem Newtonova druhého zákona pohybu. Nicméně, zatímco hybnost objektu je počítána jako součin hmoty a rychlosti tohoto objektu, impuls představuje změnu hybnosti systému po určitou dobu. Výsledkem je, že obě koncepty mají stejné jednotky, ale zcela odlišné významy, popisující zcela odlišné jevy a výpočet dvěma zcela odlišnými způsoby.

Co je Momentum?

V pokročilých formulacích klasické mechaniky můžete použít něco nazvaného "generalizovaná hybnost". Hodnota generalizované hybnosti nezávisí na souřadném systému nebo jiných omezeních. Dále můžete definovat další matematické struktury, jako jsou Lagrangians nebo Hamiltonians, s cílem popsat, jak vypočítat kinetickou hybnost ze zobecněného, ​​se specifikovaným souřadným systémem a dalšími fyzickými omezeními.

Jedná se však o velmi technické definice hybnosti, které se liší od běžných. Z důvodu srozumitelnosti se tedy tento článek bude zaměřovat výlučně na kinetickou hybnost nebo ve většině případů pouze na termín hybnost obecně.

Momentum, v tomto smyslu, je vektor, který lze vypočítat vynásobením hmotnosti předmětu jeho rychlostí (což je také vektor a důvod hybnosti je také vektor). Jeho jednotka SI je kilogram metr za sekundu a hraje klíčovou roli při výpočtu síly z druhého zákona Newtonova pohybu, protože síla je rovna rychlosti změny hybnosti. Je-li systém více než jednoho těla považován, můžete vypočítat jeho hybnost tím, že vypočtete hybnost každé jednotlivé částice v tomto systému a pak je přidáte dohromady jako vektory. Výsledný vektor bude hybností celého systému.

Co je Impulse?

Impuls, z technického hlediska, představuje integrál síly v určitém časovém intervalu, který v podstatě vypočítává plochu pod grafem síly z jednoho časového bodu na druhý. Dalším způsobem, jak reprezentovat impuls, je změna hybnosti těla nebo systému těl.

Například, pokud jste tlačili krabici s určitou hmotností a vy jste jej tlačili s konstantní silou po dobu dvou různých časových období, změna hybnosti (jinými slovy impuls) by byla větší v jednom případě, než je tomu v druhý, protože jste použili sílu delší dobu. Impuls by však mohl být stejný bez ohledu na to, zda jednáte po dobu 5 nebo 10 sekund.

Například pokud použijete malou sílu po dlouhou dobu nebo silnou sílu po delší dobu, můžete udělat stejný efekt a objekt, který jste použili tuto sílu, by měl stejnou změnu hybnosti, a proto stejný impuls. To je nejběžnější příklad, který se používá k popisu toho, jak hybnost a impuls jsou v zásadě ne stejná věc. Jednotky SI impulsu jsou novétonové sekundy. Nicméně, jelikož newton je skutečně kilogram metr za sekundu, když kombinujete tyto definice, zjistíte, že jednotka impulsu je kilogram metr za sekundu a tento impuls má ve skutečnosti stejné jednotky SI jako hybnost - což je důsledkem impuls skutečně reprezentuje změnu hybnosti.

Rozdíl mezi Momentum a Impulzem

Výpočet pro Momentum vs. Impulse

Způsob, jakým vypočítáváte každý, je zcela odlišný. Výpočet impulsu objektu vynásobíte jeho hmotností svou rychlostí, při výpočtu impulsu objektu výpočtem integrálu síly po určitou dobu, nebo alternativně výpočtem změny hybnosti tělesa. To platí i pro všechny systémy více než jednoho těla, stačí vypočítat součet všech vektorů.

Připojení k síle

Jak bylo uvedeno výše, impuls je integrální síla, takže ji lze vypočítat přímo znát sílu, zatímco hybnost se používá k výpočtu síly samotné.

Zvažované účinky Momentum vs. Impulse

Impulse bere v úvahu dvě věci - sílu působící na systém a dobu trvání této síly. Momentum však dává okamžitý účinek působení síly na systém, pokud jde o produkt hmoty a rychlosti, aniž by poskytoval jakékoli informace o tom, jak tato síla působila v minulosti.

Momentum vs. impulz

Shrnutí momentu vs. impulz

• Momentum a impuls jsou pojmy ve fyzice a klasické mechaniky, které se používají k popisu různých rysů pohyblivých těles
• Momentum se vypočítá jako součin hmoty a rychlosti, zatímco impuls se vypočítá jako integrál síly po dobu, pro kterou působí
• Hlavní rozdíl spočívá v tom, jak jsou vypočteny, co reprezentují a co vlastně berou v úvahu.