Bevaring av energi vs momentum | Conservation of Momentum vs Conservation of Energy
Bevaring av energi og bevaring av momentum er to viktige temaer som diskuteres i fysikk. Disse grunnleggende konseptene spiller en stor rolle innen felt som astronomi, termodynamikk, kjemi, kjernevitenskap og til og med mekaniske systemer. Det er viktig å ha en klar forståelse innen disse emnene for å utmerke seg på disse feltene. I denne artikkelen skal vi diskutere hva bevaring av energi 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 begrep som diskuteres under klassisk mekanikk. Dette sier at den totale mengden energi i et isolert system er bevart. Dette er imidlertid ikke helt sant. For å forstå dette konseptet fullt ut, må man først forstå konseptet energi og masse. Energi er et ikke-intuitivt konsept. Begrepet "energi" er avledet fra det greske ordet "energeia", som betyr drift eller aktivitet. Slik sett er energi mekanismen bak en aktivitet. Energi er ikke en direkte observerbar størrelse. 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. Energi ble antatt å være en bevart egenskap 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 svært kjente ligningen E=m c2, der E er energien, m er massen og c er lysets hastighet.
Bevaring av momentum
Momentum er en veldig viktig egenskap ved et objekt i bevegelse. Drivkraften til et objekt er lik massen til objektet multiplisert med objektets hastighet. Siden massen er en skalar, er momentumet også en vektor, som har samme retning som hastigheten. En av de viktigste lovene angående momentum 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 for endring av momentum lik, massen multiplisert med akselerasjonen til objektet. Den viktigste avledningen fra denne loven er teorien om bevaring av momentum. 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 momentumet er momentumet som tilsvarer lineære bevegelser, og vinkelmomentet er momentumet som tilsvarer vinkelbevegelsene. Begge disse mengdene er bevart under kriteriene ovenfor.
Hva er forskjellen mellom bevaring av momentum og bevaring av energi?
• Energisparing er bare sant for ikke-relativistiske skalaer, og forutsatt at kjernefysiske reaksjoner ikke oppstår. Momentum, enten lineært eller kantet, er bevart selv under relativistiske forhold.
• Energisparing er en skalær bevaring; derfor må den totale energimengden vurderes når man gjør beregninger. Momentum er en vektor. Derfor tas momentumbevaring som en retningsbevaring. Bare momenta på den vurderte retningen har innvirkning på bevaringen.
