Bevaring av energi vs momentum | Conservation of Momentum vs Conservation of Energy
Bevaring av energi og bevaring av fart er to viktige temaer diskutert i fysikk. Disse grunnleggende konseptene spiller en viktig rolle innen felt som astronomi, termodynamikk, kjemi, kjernefysikk og til og med mekaniske systemer. Det er viktig å ha en klar forståelse av disse emnene for å utmerke seg innen disse feltene. I denne artikkelen skal vi diskutere hva energibesparelse og bevaring av momentum er, deres definisjoner, anvendelser av disse to emnene, likhetene og til slutt forskjellen mellom bevaring av momentum og bevaring av energi
Bevaring av energi
Bevaring av energi er et konsept som diskuteres under klassisk mekanikk. Dette sier at den totale energimengden i et isolert system er bevart. Dette er imidlertid ikke helt sant. For å forstå dette konseptet fullt ut, må man først forstå begrepet energi og masse. Energi er et ikke-intuitivt konsept. Begrepet "energi" er avledet av det greske ordet "energeia", som betyr drift eller aktivitet. Slik sett er energi mekanismen bak en aktivitet. Energi er ikke en direkte observerbar mengde. Det kan imidlertid beregnes ved å måle eksterne egenskaper. Energi kan finnes i mange former. Kinetisk energi, termisk energi og potensiell energi er for å nevne noen få. Energi ble antatt å være en bevart eiendom i universet frem til den spesielle relativitetsteorien ble utviklet. Observasjonene av kjernefysiske reaksjoner viste at energien til et isolert system ikke er bevart. Faktisk er det den kombinerte energien og massen som er bevart i et isolert system. Dette er fordi energi og masse er utskiftbare. Den er gitt av den veldig berømte ligningen E = mc2, hvor E er energien, m er massen og c er lysets hastighet.
Bevaring av momentum
Momentum er en veldig viktig egenskap for et objekt i bevegelse. Momentet til et objekt er lik objektets masse multiplisert med objektets hastighet. Siden massen er en skalar, er momentet også en vektor som har samme retning som hastigheten. En av de viktigste lovene angående fart er Newtons andre lov om bevegelse. Den sier at nettokraften som virker på et objekt er lik hastigheten på endring av momentum. Siden massen er konstant på ikke-relativistisk mekanikk, er hastigheten på endring av momentum lik, massen ganget med akselerasjonen til objektet. Den viktigste avledningen fra denne loven er momentum bevaringsteorien. Dette sier at hvis nettokraften på et system er null, forblir systemets totale momentum konstant. Momentum er bevart selv i relativistiske skalaer. Momentum har to forskjellige former. Det lineære momentet er momentet som tilsvarer lineære bevegelser, og vinkelmomentet er momentet som tilsvarer vinkelbevegelsene. Begge disse mengdene er konservert under kriteriene ovenfor.
Hva er forskjellen mellom bevaring av momentum og bevaring av energi?
• Energibesparelse gjelder bare for ikke-relativistiske skalaer, og forutsatt at atomreaksjoner ikke forekommer. Momentum, enten lineær eller kantet, er bevart selv under relativistiske forhold.
• Energibesparelse er en skalar bevaring; derfor må den totale energimengden tas i betraktning når du gjør beregninger. Momentum er en vektor. Derfor er bevaring av momentum tatt som en retningsbestemt bevaring. Bare momenta på den vurderte retningen har innvirkning på bevaringen.
