Bevarande av energi vs momentum | Bevarande av momentum vs bevarande av energi
Bevarande av energi och bevarande av momentum är två viktiga ämnen som diskuteras inom fysiken. Dessa grundläggande begrepp spelar en stor roll inom områden som astronomi, termodynamik, kemi, kärnvetenskap och till och med mekaniska system. Det är viktigt att ha en tydlig förståelse i dessa ämnen för att kunna utmärka sig inom dessa områden. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad bevarande av energi och bevarande av rörelsemängd är, deras definitioner, tillämpningar av dessa två ämnen, likheterna och slutligen skillnaden mellan bevarande av rörelsemängd och bevarande av energi
Bevarande av energi
Bevarande av energi är ett begrepp som diskuteras under klassisk mekanik. Detta anger att den totala mängden energi i ett isolerat system bevaras. Detta är dock inte helt sant. För att förstå detta begrepp till fullo måste man först förstå begreppet energi och massa. Energi är ett icke-intuitivt koncept. Termen "energi" kommer från det grekiska ordet "energeia", som betyder drift eller aktivitet. I denna mening är energi mekanismen bakom en aktivitet. Energi är inte en direkt observerbar storhet. Den kan dock beräknas genom att mäta externa egenskaper. Energi kan finnas i många former. Kinetisk energi, termisk energi och potentiell energi är för att nämna några. Energi ansågs vara en bevarad egenskap i universum fram till dess att den speciella relativitetsteorin utvecklades. Observationerna av kärnreaktioner visade att energin i ett isolerat system inte bevaras. I själva verket är det den kombinerade energin och massan som bevaras i ett isolerat system. Detta beror på att energi och massa är utbytbara. Den ges av den mycket kända ekvationen E=m c2, där E är energin, m är massan och c är ljusets hastighet.
Bevarande av momentum
Momentum är en mycket viktig egenskap hos ett rörligt föremål. Ett föremåls rörelsemängd är lika med föremålets massa multiplicerat med föremålets hastighet. Eftersom massan är en skalär är momentet också en vektor, som har samma riktning som hastigheten. En av de viktigaste lagarna för momentum är Newtons andra rörelselag. Den anger att nettokraften som verkar på ett föremål är lika med hastigheten för förändring av momentum. Eftersom massan är konstant på icke-relativistisk mekanik, är rörelsehastigheten lika med, massan multiplicerad med objektets acceleration. Den viktigaste härledningen från denna lag är teorin om momentumkonservering. Detta anger att om nettokraften på ett system är noll, förblir systemets totala rörelsemängd konstant. Momentum bevaras även i relativistiska skalor. Momentum har två olika former. Den linjära rörelsemängden är den rörelsemängd som motsvarar linjära rörelser, och rörelsemängden är den rörelsemängd som motsvarar vinkelrörelserna. Båda dessa kvantiteter är bevarade enligt ovanstående kriterier.
Vad är skillnaden mellan bevarande av momentum och bevarande av energi?
• Energibesparing gäller endast för icke-relativistiska skalor, och förutsatt att kärnreaktioner inte inträffar. Momentum, antingen linjärt eller vinkelmässigt, bevaras även under relativistiska förhållanden.
• Energisparande är en skalär bevarande; därför måste den totala energimängden beaktas när man gör beräkningar. Momentum är en vektor. Därför tas momentumkonservering som en riktningskonservering. Endast momentan i den övervägda riktningen har en inverkan på bevarandet.
