Momentum vs Energy
ممنتوم و انرژی (انرژی جنبشی) خصوصیات مهم یک جسم متحرک هستند و توسط قوانین حرکت نیوتن کنترل می شوند. هر دو به یکدیگر مرتبط هستند زیرا حاصل ضرب جرم و سرعت یک جسم متحرک تکانه آن است و نصف حاصلضرب جرم و مجذور سرعت آن انرژی جنبشی آن نامیده می شود. بنابراین وقتی سرعت یک جسم را افزایش می دهید، به طور موثری تکانه آن و همچنین انرژی جنبشی آن را همانطور که با فرمول مشاهده می شود افزایش می دهید. اما، و این مهم است، تکانه و انرژی جنبشی یک جسم معادل و قابل تعویض نیستند.
تکانه یک جسم متحرک، طبق قانون دوم حرکت نیوتن حاصل ضرب جرم و سرعت آن است. قانون بیان می کند که نرخ تغییر تکانه با نیروی اعمال شده نسبت مستقیم دارد و در جهت نیرو است.
P=m X v=mv
حالا انرژی جنبشی یک جسم متحرک به عنوان نصف حاصلضرب جرم و مجذور سرعت آن به دست می آید
K. E=½ m X v²=½ mv²
واضح است که تکانه و انرژی یک جسم متحرک به سرعت آن بستگی دارد. شما سرعت را دو برابر می کنید و تکانه بدن را دو برابر می کنید. اما دو برابر شدن سرعت، انرژی جنبشی جسم متحرک را چهار برابر می کند.
اجازه دهید تفاوت بین تکانه و انرژی جنبشی را از طریق آزمایش ببینیم.
با توجه به یک شانس بد، در مقابل کدام یک از دو مورد زیر بایستید، یک کامیون 1000 کیلوگرمی که با سرعت 1 متر در ثانیه حرکت می کند یا یک کوفته به وزن 1 کیلوگرم که با سرعت 1000 متر در ثانیه حرکت می کند. اگر دانشجوی فیزیک هستید، با خوشحالی جلوی کامیون می‌ایستید زیرا در بهترین حالت شما را به پهلوی پرتاب می‌کند بدون اینکه آسیب زیادی به شما وارد کند، در حالی که کوفته‌ای که با چنین سرعتی وحشیانه حرکت می‌کند ممکن است شما را بکشد. بیایید ببینیم چگونه.
P (کامیون)=1000X1=1000 کیلوگرم متر بر ثانیه
K. E (کامیون)=½ X10000 X 1X 1=500 ژول
از سوی دیگر،
P (کوفته)=1 X 1000=1000 کیلوگرم متر بر ثانیه
K. E (کوفته)=½ X 1 X 1000 X 1000=500000 ژول
بنابراین واضح است که به دلیل انرژی جنبشی بسیار بالای کوفته، ایستادن در مقابل آن خطرناک است.
به طور خلاصه:
Momentum vs Energy
• اگرچه تکانه و انرژی جنبشی یک جسم متحرک به هم مرتبط هستند، اما معادل هم نیستند.
• در حالی که تکانه یک کمیت برداری است که به جهت نیز نیاز دارد، انرژی جنبشی یک کمیت اسکالر است که فقط به مقدار نیاز دارد.
• اگر سرعت یک جسم متحرک را دو برابر کنید، تکانه آن دو برابر می شود اما انرژی جنبشی چهار برابر می شود.
