Momentum vs energie
Hybnost a energie (kinetická energie) jsou důležité vlastnosti pohybujícího se objektu a řídí se Newtonovými zákony pohybu. Oba spolu souvisí, protože součin hmotnosti a rychlosti pohybujícího se objektu je jeho hybnost a polovina součinu hmotnosti a druhé mocniny jeho rychlosti se nazývá jeho kinetická energie. Takže když zvýšíte rychlost objektu, efektivně zvýšíte jeho hybnost a také jeho kinetickou energii, jak lze vidět ze vzorce. Ale, a to je důležité, hybnost a kinetická energie tělesa nejsou ekvivalentní a zaměnitelné.
Hybnost pohybujícího se tělesa je podle druhého Newtonova zákona o pohybu součinem jeho hmotnosti a rychlosti. Zákon říká, že rychlost změny hybnosti je přímo úměrná použité síle a je ve směru síly.
P=m X v=mv
Nyní je kinetická energie pohybujícího se tělesa dána jako polovina součinu jeho hmotnosti a druhé mocniny jeho rychlosti
K. E=½ m X v²=½ mv²
Je jasné, že jak hybnost, tak energie pohybujícího se tělesa závisí na jeho rychlosti. Zdvojnásobíte rychlost a zdvojnásobíte hybnost těla. Ale zdvojnásobení rychlosti zčtyřnásobí kinetickou energii pohybujícího se tělesa.
Podívejme se na rozdíl mezi hybností a kinetickou energií prostřednictvím experimentu.
Při špatné šanci, před kterým z následujících dvou byste stáli, před 1000kg náklaďákem pohybujícím se rychlostí 1m/s nebo masovou koulí o hmotnosti 1kg pohybující se rychlostí 1000m/s. Pokud jste studentem fyziky, s radostí byste se postavili před náklaďák, protože by vás v nejlepším případě odhodil bokem, aniž by způsobil příliš velkou újmu, zatímco karbanátek pohybující se tak divokou rychlostí vás může i zabít. Pojďme se podívat jak.
P (nákladní automobil)=1000X1=1000 kg m/s
K. E (nákladní auto)=½ X10000 X 1X 1=500 joulů
Na druhou stranu
P (karbanátka)=1 X 1000=1000 kg m/s
K. E (karbanátka)=½ X 1 X 1000 X 1000=500 000 joulů
Je tedy jasné, že kvůli velmi vysoké kinetické energii masové koule je nebezpečné stát před ní.
Ve zkratce:
Momentum vs energie
• Přestože hybnost a kinetická energie pohybujícího se objektu spolu souvisí, nejsou totéž jako ekvivalenty.
• Zatímco hybnost je vektorová veličina vyžadující také směr, kinetická energie je skalární veličina, která potřebuje pouze množství.
• Pokud zdvojnásobíte rychlost pohybujícího se objektu, jeho hybnost se zdvojnásobí, ale kinetická energie se zčtyřnásobí.
