Bevarelse af energi vs momentum | Bevaring af momentum vs energibesparelse
Bevarelse af energi og bevarelse af momentum er to vigtige emner, der diskuteres i fysik. Disse grundlæggende begreber spiller en vigtig rolle inden for områder som astronomi, termodynamik, kemi, atomvidenskab og endda mekaniske systemer. Det er vigtigt at have en klar forståelse af disse emner for at udmærke sig inden for disse områder. I denne artikel skal vi diskutere, hvad bevarelse af energi og bevarelse af momentum er, deres definitioner, anvendelser af disse to emner, lighederne og endelig forskellen mellem bevarelse af momentum og bevarelse af energi
Bevarelse af energi
Bevarelse af energi er et begreb, der diskuteres under klassisk mekanik. Dette siger, at den samlede mængde energi i et isoleret system er bevaret. Dette er dog ikke helt sandt. For at forstå dette koncept fuldt ud, skal man først forstå begrebet energi og masse. Energi er et ikke-intuitivt koncept. Udtrykket "energi" er afledt af det græske ord "energeia", hvilket betyder drift eller aktivitet. I denne forstand er energi mekanismen bag en aktivitet. Energi er ikke en direkte observerbar mængde. Det kan dog beregnes ved at måle eksterne egenskaber. Energi kan findes i mange former. Kinetisk energi, termisk energi og potentiel energi er for at nævne nogle få. Energi blev anset for at være en bevaret egenskab i universet, indtil den særlige relativitetsteori blev udviklet. Observationer af nukleare reaktioner viste, at energien i et isoleret system ikke er bevaret. Faktisk er det den kombinerede energi og masse, der bevares i et isoleret system. Dette skyldes, at energi og masse er udskiftelige. Det er givet ved den meget berømte ligning E = mc2, hvor E er energien, m er massen og c er lysets hastighed.
Bevaring af momentum
Momentum er en meget vigtig egenskab ved et bevægeligt objekt. Momentet på et objekt er lig med objektets masse ganget med objektets hastighed. Da massen er en skalar, er momentet også en vektor, der har samme retning som hastigheden. En af de vigtigste love vedrørende momentum er Newtons anden bevægelseslov. Det hedder, at nettokraften, der virker på et objekt, er lig med hastigheden for ændring af momentum. Da massen er konstant på ikke-relativistisk mekanik, er hastigheden for ændring af momentum lig med massen ganget med accelerationen af objektet. Den vigtigste afledning fra denne lov er momentumbevarelsesteorien. Dette siger, at hvis nettokraften på et system er nul, forbliver systemets samlede momentum konstant. Momentum bevares selv i relativistiske skalaer. Momentum har to forskellige former. Det lineære momentum er momentum, der svarer til lineære bevægelser, og vinkelmomentet er det momentum, der svarer til vinkelbevægelserne. Begge disse mængder er konserveret under ovenstående kriterier.
Hvad er forskellen mellem bevarelse af momentum og bevarelse af energi?
• Energibesparelse gælder kun for ikke-relativistiske skalaer, forudsat at nukleare reaktioner ikke forekommer. Momentum, enten lineær eller kantet, er bevaret selv under relativistiske forhold.
• Energibesparelse er en skalær bevarelse; Derfor skal den samlede energimængde tages i betragtning ved beregninger. Momentum er en vektor. Derfor tages bevarelse af momentum som en retningsbestemt bevarelse. Kun momenta i den betragtede retning har indflydelse på bevarelsen.
