מומנטום לעומת אנרגיה
מומנטום ואנרגיה (אנרגיה קינטית) הם מאפיינים חשובים של עצם נע ונשלטים על ידי חוקי התנועה של ניוטון. שניהם קשורים זה לזה שכן מכפלת המסה והמהירות של עצם נע היא התנע שלו וחצי ממכפלת המסה וריבוע מהירותו נקרא האנרגיה הקינטית שלו. אז כאשר אתה מגביר את המהירות של עצם, אתה למעשה מגדיל את התנע שלו, וגם את האנרגיה הקינטית שלו כפי שניתן לראות בנוסחה. אבל, וזה חשוב, המומנטום והאנרגיה הקינטית של גוף אינם שוות ערך וניתנים להחלפה.
תנופה של גוף נע, לפי חוק התנועה השני של ניוטון הוא מכפלה של המסה והמהירות שלו. החוק קובע שקצב שינוי המומנטום עומד ביחס ישר לכוח המופעל והוא בכיוון הכוח.
P=m X v=mv
כעת, אנרגיה קינטית של גוף נע נתונה כמחצית מהמכפלה של המסה שלו וריבוע מהירותו
K. E=½ m X v²=½ mv²
ברור שגם התנע וגם האנרגיה של גוף נע תלויים במהירות שלו. אתה מכפיל את המהירות ואתה מכפיל את התנע של הגוף. אבל הכפלת המהירות מכפילה פי ארבעה את האנרגיה הקינטית של הגוף הנע.
בוא נראה את ההבדל בין מומנטום לאנרגיה קינטית באמצעות ניסוי.
בהינתן סיכוי רע, מול מי מהשניים הבאים הייתם עומדים, משאית של 1000 ק"ג נעה במהירות של 1 מ' לשנייה, או קציצה במשקל 1 ק"ג שנעה במהירות של 1,000 מ' לשנייה. אם אתה סטודנט לפיזיקה, היית עומד בשמחה מול המשאית מכיוון שהיא במקרה הטוב יזרוק אותך הצידה מבלי לגרום יותר מדי נזק, בעוד שהקציצה הנעה במהירות כה אכזרית עלולה אפילו להרוג אותך. בוא נראה איך.
P (משאית)=1000X1=1000kg m/s
K. E (משאית)=½ X10000 X 1X 1=500 ג'אול
מצד שני, P (קציצה)=1 X 1000=1000 ק ג m/s
K. E (קציצה)=½ X 1 X 1000 X 1000=500000 Joules
לכן ברור שבגלל אנרגיה קינטית גבוהה מאוד של הקציצה, מסוכן לעמוד מולה.
בקיצור:
מומנטום לעומת אנרגיה
• למרות שהתנע והאנרגיה הקינטית של עצם נע קשורים זה לזה, הם אינם זהים לשקולות.
• בעוד מומנטום הוא כמות וקטורית הדורשת כיוון גם כן, אנרגיה קינטית היא כמות סקלרית שצריכה רק כמות.
• אם מכפילים את מהירותו של עצם נע, התנע שלו מוכפל אבל האנרגיה הקינטית מוכפלת.
