Różnica między siłą a pędem

Force vs Momentum

Często pojęcie siły i pędu jest mylone ze sobą. Pęd to w zasadzie ilość ruchu zawarta w poruszającym się obiekcie. Z drugiej strony, siła jest zewnętrznym działaniem ciągnięcia lub pchania czegoś. Siła powoduje zmianę pędu.

Patrząc na to matematycznie, siła jest masą razy przyspieszenie obiektu, podczas gdy pęd jest masą razy przyspieszenie obiektu. Dwie wielkości są powiązane za pomocą następującego równania:

F = dP / dt;

czyli siła F, jest pochodną względem czasu t pędu P.

Wyżej wspomniany związek między siłą a pędem wynika z drugiego prawa Newtona, które stwierdza, że ​​zmiana pędu dowolnego obiektu (którym jest siła) wynika z przyspieszenia masy do czasu.

Pęd zmienia się, gdy zmienia się prędkość, a siła zmienia się, gdy zmienia się przyspieszenie. Siła może pozostać stała, nawet jeśli nastąpi zmiana prędkości, pod warunkiem, że przyspieszenie jest stałe.

Kolejne ogniwo, które można zauważyć między pędem a siłą za pomocą wyżej wymienionych definicji, jest następujące:

pęd = masa x prędkość
pęd = masa x (przyspieszenie x czas)
pęd = (masa x przyspieszenie) x czas
pęd = siła x czas

Najważniejszą rzeczą do odnotowania tutaj jest to, jak pęd zależy od czasu. Oznacza to, że im dłużej przyłożona jest siła, zwiększa się pęd. Przeciwnie, siła nie zależy w ten sposób od czasu. W rzeczywistości wzrost czasu faktycznie zmniejsza siłę, jeśli pęd jest stały.

Zarówno siła, jak i pęd są wielkościami wektorowymi. Wielkość wektora to coś, co ma zarówno wielkość, jak i kierunek. Kierunek pędu zależy od kierunku prędkości. Kierunek siły zależy od przyspieszenia.

Siły mogą być również zrównoważone i niezrównoważone. Niezrównoważona siła powoduje ruch obiektu. W przypadku siły zrównoważonej siły działają w taki sposób, że wielkość jest równa, ale kierunek jest przeciwny, a zatem niweluje efekt netto. Z tego powodu obiekt nie porusza się, gdy siły są zrównoważone, a zatem prędkość wynosi zero, co powoduje zerowy pęd. Oznacza to, że siły mogą istnieć dla obiektu stacjonarnego, ale pęd dla tego obiektu jest zawsze zerowy.

Siły można dalej podzielić na dwa typy: siły kontaktowe i siły działające na odległość. Siły kontaktowe to siły, które są wynikiem faktycznego dotknięcia dwóch obiektów, na przykład: piłka uderzająca w nietoperza. Natomiast drugim rodzajem sił są te, które działają na siebie bez żadnego fizycznego kontaktu; takich jak siła grawitacji między Ziemią a nami. Pęd nie został jednak sklasyfikowany w taki sposób. Każda niezrównoważona siła działająca na ciało spowoduje pęd.

Podsumowując, kluczową rzeczą do zapamiętania jest to, że pęd jest tylko wielkością, która mówi nam o treści ruchu obecnego w poruszającym się obiekcie, podczas gdy siła jest wielkością, która kiedy działa na przedmiot, zmienia tę ilość ruchu.

Streszczenie:

Pęd to ilość ruchu w poruszającym się ciele, podczas gdy siła jest działaniem pchania lub ciągnięcia.
Siła zmienia pęd ciała.
siła = przyspieszenie masy *; podczas gdy pęd = masa * prędkość
Siła nie zmienia się dla stałego przyspieszenia, podczas gdy zmienia się pęd.
pęd i siła są powiązane przez F = dP / dt i pęd = siła * czas
Pęd rośnie z czasem dla przyłożonej siły.
Pęd i siła są wielkościami wektorowymi.
Kierunek pędu zależy od kierunku prędkości.
Kierunek siły zależy od kierunku przyspieszenia.
Siły mogą być zrównoważone i niezrównoważone.
W przypadku obiektu stacjonarnego siły nie muszą wynosić zero, ale pęd wynosi zero.
Siły można podzielić na siły kontaktowe i siły działające na odległość. Pędu nie można zaklasyfikować w taki sposób.

Źródło obrazu: http: //commons.wikimedia.org/wiki/Plik: Newton_Cradle_5_ball_system_in_3D_2_ball_swing.gif