Momentum vs. Energie
Impuls und Energie (kinetische Energie) sind wichtige Eigenschaften eines sich bewegenden Objekts und unterliegen den Newtonschen Bewegungsgesetzen. Sie sind beide miteinander verwandt, da das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts sein Impuls ist und die Hälfte des Produkts aus Masse und das Quadrat seiner Geschwindigkeit seine kinetische Energie genannt wird. Wenn Sie also die Geschwindigkeit eines Objekts erhöhen, erhöhen Sie effektiv seinen Impuls und auch seine kinetische Energie, wie aus der Formel ersichtlich ist. Aber, und das ist wichtig, Impuls und kinetische Energie eines Körpers sind nicht äquivalent und austauschbar.
Impuls eines bewegten Körpers ist nach dem zweiten Newtonschen Bewegungsgesetz das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit. Das Gesetz besagt, dass die Impulsänderungsrate direkt proportional zur ausgeübten Kraft ist und in Richtung der Kraft verläuft.
P=m X v=mv
Nun ist die kinetische Energie eines sich bewegenden Körpers gegeben als die Hälfte des Produkts aus seiner Masse und dem Quadrat seiner Geschwindigkeit
K. E=½ m X v²=½ mv²
Es ist klar, dass sowohl Impuls als auch Energie eines sich bewegenden Körpers von seiner Geschwindigkeit abhängen. Sie verdoppeln die Geschwindigkeit und verdoppeln den Impuls des Körpers. Aber eine Verdoppelung der Geschwindigkeit vervierfacht die kinetische Energie des sich bewegenden Körpers.
Lassen Sie uns den Unterschied zwischen Impuls und kinetischer Energie durch ein Experiment sehen.
Wenn du eine böse Chance hättest, vor welchem der folgenden beiden würdest du stehen, vor einem 1000 kg schweren Lastwagen, der sich mit 1 m/s bewegt, oder einem Fleischbällchen mit einem Gewicht von 1 kg, das sich mit einer Geschwindigkeit von 1000 m/s bewegt? Wenn Sie Physikstudent sind, würden Sie fröhlich vor dem Lastwagen stehen, als würde er Sie bestenfalls seitwärts werfen, ohne allzu viel Schaden anzurichten, während das Fleischbällchen, das sich mit solch einer wilden Geschwindigkeit bewegt, Sie sogar töten kann. Lassen Sie uns sehen, wie.
P (LKW)=1000X1=1000kg m/s
K. E (LKW)=½ X10000 X 1X 1=500 Joule
Andererseits
P (Fleischbällchen)=1 X 1000=1000 kg m/s
K. E (Fleischbällchen)=½ X 1 X 1000 X 1000=500000 Joule
Daher ist klar, dass es wegen der sehr hohen kinetischen Energie des Fleischbällchens gefährlich ist, davor zu stehen.
In Kürze:
Momentum vs. Energie
• Obwohl Impuls und kinetische Energie eines sich bewegenden Objekts verwandt sind, sind sie nicht gleichbedeutend.
• Während der Impuls eine Vektorgröße ist, die auch eine Richtung erfordert, ist die kinetische Energie eine skalare Größe, die nur einen Betrag benötigt.
• Wenn Sie die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts verdoppeln, verdoppelt sich sein Impuls, aber die kinetische Energie vervierfacht sich.
