Momentum vs energia
Hybnosť a energia (kinetická energia) sú dôležité vlastnosti pohybujúceho sa objektu a riadia sa Newtonovými pohybovými zákonmi. Obidve spolu súvisia, pretože súčinom hmotnosti a rýchlosti pohybujúceho sa objektu je jeho hybnosť a polovica súčinu hmotnosti a štvorca jeho rýchlosti sa nazýva jeho kinetická energia. Takže keď zvýšite rýchlosť objektu, efektívne zvýšite jeho hybnosť a tiež jeho kinetickú energiu, ako je možné vidieť zo vzorca. Ale, a to je dôležité, hybnosť a kinetická energia telesa nie sú ekvivalentné a vzájomne zameniteľné.
Hybnosť pohybujúceho sa telesa podľa druhého Newtonovho zákona o pohybe je súčinom jeho hmotnosti a rýchlosti. Zákon uvádza, že rýchlosť zmeny hybnosti je priamo úmerná použitej sile a je v smere sily.
P=m X v=mv
Teraz je kinetická energia pohybujúceho sa telesa daná ako polovica súčinu jeho hmotnosti a druhej mocniny jeho rýchlosti
K. E=½ m X v²=½ mv²
Je jasné, že hybnosť aj energia pohybujúceho sa telesa závisia od jeho rýchlosti. Zdvojnásobíte rýchlosť a zdvojnásobíte hybnosť tela. Ale zdvojnásobenie rýchlosti zoštvornásobí kinetickú energiu pohybujúceho sa telesa.
Pozrime sa na rozdiel medzi hybnosťou a kinetickou energiou prostredníctvom experimentu.
Pri mizernej šanci, pred ktorým z nasledujúcich dvoch by ste sa postavili, pred 1000 kg nákladné auto pohybujúce sa rýchlosťou 1 m/s alebo mäsovú guľu s hmotnosťou 1 kg, ktorá sa pohybuje rýchlosťou 1 000 m/s. Ak ste študentom fyziky, s radosťou by ste sa postavili pred nákladiak, ktorý by vás prinajlepšom odhodil nabok bez toho, aby spôsobil príliš veľkú škodu, zatiaľ čo fašírka pohybujúca sa takouto zúrivou rýchlosťou vás môže dokonca zabiť. Pozrime sa ako.
P (nákladné auto)=1000X1=1000 kg m/s
K. E (nákladné auto)=½ X 10 000 X 1 X 1=500 joulov
Na druhej strane
P (fasová guľa)=1 X 1000=1000 kg m/s
K. E (masová guľa)=½ X 1 X 1 000 X 1 000=500 000 joulov
Je teda jasné, že kvôli veľmi vysokej kinetickej energii fašírky je nebezpečné stáť pred ňou.
V skratke:
Momentum vs energia
• Hoci hybnosť a kinetická energia pohybujúceho sa objektu spolu súvisia, nie sú to isté ako ekvivalenty.
• Zatiaľ čo hybnosť je vektorová veličina vyžadujúca aj smer, kinetická energia je skalárna veličina, ktorá potrebuje iba množstvo.
• Ak zdvojnásobíte rýchlosť pohybujúceho sa objektu, jeho hybnosť sa zdvojnásobí, ale kinetická energia sa zoštvornásobí.
