ההבדל העיקרי בין מומנטום ואינרציה הוא שמומנטום הוא תכונה שניתן לחישוב פיזית, בעוד שאיננו יכולים לחשב אינרציה באמצעות נוסחה.
אינרציה ותנע הם שני מושגים בחקר תנועתם של גופים מוצקים. מומנטום ואינרציה שימושיים בתיאור המצב הנוכחי של אובייקט. גם אינרציה וגם תנע הם מושגים המתייחסים למסה של האובייקט. יתרה מכך, מונחים אלו הם גרסאות רלטיביסטיות, כלומר המשוואות לחישוב תכונות אלו משתנות כאשר מהירות העצם מתקרבת למהירות האור. עם זאת, הם ממלאים תפקיד חשוב מאוד הן במכניקה הניוטונית (מכניקה קלאסית) והן במכניקה היחסית.
מה זה מומנטום?
מומנטום הוא וקטור. אנו יכולים להגדיר אותו כמכפלת המהירות והמסה האינרציאלית של העצם. החוק השני של ניוטון מתמקד בעיקר במומנטום. הצורה המקורית של החוק השני קובעת כי;
Force=מסה x תאוצה
נוכל לכתוב את זה במונחים של שינוי מהירות כמו:
Force=(מסה x מהירות סופית – מסה x מהירות התחלתית)/זמן.
בצורה יותר מתמטית, נוכל לכתוב זאת כשינוי מומנטום/זמן. התאוצה המתוארת בנוסחה של ניוטון היא למעשה היבט של מומנטום. הוא אומר שהמומנטום נשמר אם לא פועלים כוחות חיצוניים על מערכת סגורה. אנו יכולים לראות זאת בכלי הפשוט "כדורי איזון", או בעריסה של ניוטון.
איור 01: העריסה של ניוטון
מומנטום לובש צורות של תנע ליניארי ותנע זוויתי. התנע הכולל של מערכת שווה לשילוב של תנע ליניארי ותנע זוויתי.
מהי אינרציה?
אינרציה נגזרת מהמילה הלטינית "iners", שפירושה בטלה או עצלן. לפיכך, אינרציה היא מדידה של עד כמה המערכת עצלנית. במילים אחרות, אינרציה של מערכת נותנת לנו מושג כמה קשה לשנות את המצב הנוכחי של המערכת. ככל שהאינרציה של מערכת גבוהה יותר, כך קשה יותר לשנות את המהירות, התאוצה, הכיוון של המערכת.
לאובייקטים בעלי מסה גבוהה יותר יש אינרציה גבוהה יותר. לכן קשה להזיז אותם. בהתחשב בעובדה שהוא נמצא על משטח נטול חיכוך, יהיה קשה לעצור גם עצם נע במסה גבוהה יותר.החוק הראשון של ניוטון נותן מושג טוב מאוד לגבי האינרציה של מערכת. הוא קובע "עצם שאינו נתון לשום כוח חיצוני נטו, נע במהירות קבועה". זה אומר לנו שלאובייקט יש תכונה שאינה משתנה, אלא אם כן פועל עליו כוח חיצוני. אנו יכולים גם להתייחס לאובייקט במנוחה כאובייקט בעל מהירות אפס. בתורת היחסות, האינרציה של עצם נוטה להיות אינסוף כאשר מהירות העצם מגיעה למהירות האור. לפיכך, זה דורש כוח אינסופי כדי להגביר את מהירות הזרם. אנחנו יכולים להוכיח שאף מסה לא יכולה להגיע למהירות האור.
מה ההבדל בין מומנטום ואינרציה?
מומנטום הוא המכפלה של המהירות והמסה האינרציאלית של העצם ואילו האינרציה מציינת כמה קשה לשנות את המצב הנוכחי של המערכת. לכן, ההבדל העיקרי בין מומנטום ואינרציה הוא שהתנע הוא תכונה שניתן לחישוב פיזית, בעוד שאיננו יכולים לחשב אינרציה באמצעות נוסחה.יתר על כן, אינרציה היא רק מושג שיעזור לנו להבין ולהגדיר את המכניקה בצורה טובה יותר, אבל המומנטום הוא תכונה של עצם נע.
יתר על כן, בעוד המומנטום מגיע בצורות של תנע ליניארי ותנע זוויתי, האינרציה מגיעה רק בצורה אחת. חוץ מזה, מומנטום נשמר במקרים מסוימים. ואנחנו יכולים להשתמש בשימור המומנטום הזה כדי לפתור בעיות. עם זאת, אינרציה לא חייבת להישמר בכל מקרה. לכן, אנו יכולים להתייחס גם לזה כהבדל בין מומנטום ואינרציה.
סיכום – מומנטום מול אינרציה
אינרציה היא רק מושג שעוזר לנו להבין ולהגדיר את המכניקה בצורה טובה יותר, אבל המומנטום הוא תכונה של עצם נע. ההבדל העיקרי בין מומנטום ואינרציה הוא שמומנטום הוא תכונה שניתן לחישוב פיזית, ואילו אינרציה אינה.
