Różnica między momentem a impulsem

Pęd i impuls to oba terminy, które opisują pojęcia w fizyce, które są względnie podobne. Większość zamieszania wynika z faktu, że obie te koncepcje mają takie same jednostki - masa i prędkość. Jednak zasadniczo nie są one takie same i są obliczane na różne sposoby.

Zarówno pęd, jak i impuls są koncepcjami 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, impuls reprezentuje zmianę pędu układu w pewnym okresie czasu. Powoduje to, że obie koncepcje mają te same jednostki, ale zupełnie inne znaczenia, opisujące zupełnie różne zjawiska i 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 można dalej definiować inne struktury matematyczne, takie jak Lagrangians lub Hamiltonians, w celu opisania sposobu obliczania momentu kinetycznego z uogólnionego, z określonym układem współrzędnych i wszelkimi dodatkowymi ograniczeniami fizycznymi.

Są to jednak wysoce techniczne definicje pędu, które różnią się od zwykłych. Dlatego, dla jasności, ten artykuł skupi się wyłącznie na pędu kinetycznym lub, w większości przypadków, na samym pojęciu pędu w ogóle.

W tym sensie pęd jest wektorem, który można obliczyć, mnożąc masę obiektu przez jego prędkość (który jest również wektorem, a przyczyną pędu jest również wektor). Jego jednostka SI wynosi kilogram metr na sekundę i odgrywa kluczową rolę w obliczaniu siły na podstawie drugiej zasady ruchu Newtona, ponieważ siła jest równa szybkości zmiany pędu. Jeśli weźmie się pod uwagę układ więcej niż jednego ciała, można obliczyć jego pęd, obliczając pęd każdej pojedynczej cząstki w tym układzie, a następnie dodając je razem jako wektory. Powstały wektor będzie pędem całego układu.

Co to jest impuls?

Impuls pod względem technicznym, reprezentuje całkę siły w pewnym przedziale czasu, która zasadniczo oblicza pole pod wykresem siły od jednego punktu do drugiego. Innym sposobem reprezentowania impulsu jest zmiana pędu ciała lub układu ciał.

Na przykład, jeśli pchasz pudełko o określonej masie i pchasz je 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 okres czasu. Jednak impuls może być taki sam, bez względu na to, czy działasz przez 5 czy 10 sekund.

Na przykład, jeśli zastosujesz małą siłę przez długi okres czasu lub silną siłę przez mniejszy okres czasu, możesz zrobić ten sam efekt, a obiekt, na który przyłożyłeś tę siłę, miałby taką samą zmianę pędu, a zatem ten sam impuls. Jest to najczęstszy przykład używany do opisania, w jaki sposób pęd i impuls zasadniczo nie są tym samym. Jednostkami SI impulsu jest sekunda Newtona. Ponieważ jednak Newton ma naprawdę kilogram metr na sekundę do kwadratu, po połączeniu tych definicji okaże się, że jednostka impulsu wynosi kilogram metr na sekundę, a impuls ten ma naprawdę takie same jednostki SI jak pęd - co jest konsekwencją impuls naprawdę reprezentujący zmianę pędu.

Różnica między Momentum a Impulse

Obliczanie pędu vs. impulsu

Sposób obliczania każdego z nich jest zupełnie inny. Obliczasz impuls obiektu, mnożąc jego masę przez jego prędkość, podczas gdy obliczasz impuls obiektu, obliczając całkę siły w danym okresie czasu lub, alternatywnie, obliczając zmianę pędu ciała . Dotyczy to także dowolnych układów więcej niż jednego ciała, wystarczy obliczyć sumę wszystkich wektorów.

Połączenie z siłą

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

Uważany za efekt Momentum vs. Impulse

Impuls uwzględnia dwie rzeczy - zarówno siłę działającą na system, jak i czas, przez który ta siła działa. Jednak pęd daje jedynie natychmiastowe efekty działania siły na układ pod względem iloczynu masy i prędkości, nie dostarczając żadnej wiedzy o tym, jak ta siła działała w przeszłości.

Momentum vs. Impulse

Podsumowanie Momentum vs. Impulse

• Pęd i impuls są pojęciami w fizyce i mechanice klasycznej, które służą do opisu różnych cech ciał ruchomych
• Pęd oblicza się jako iloczyn masy i prędkości, natomiast impuls oblicza się jako całkę siły w okresie, przez który działa
• Główna różnica polega na tym, jak są obliczane, co reprezentują i co z natury biorą pod uwagę.