Momentum vs Velocity
Momentti ja nopeus ovat kaksi hyvin peruskäsitettä. Näillä kahdella käsitteellä on huomattavia yhtäläisyyksiä, mutta teoriassa nämä ovat kaksi erilaista määrää. On ratkaisevan tärkeää saada selkeä ymmärrys sekä nopeudesta että liikemäärästä, jotta voit menestyä sellaisilla aloilla kuin mekaniikka, autotekniikka ja lähes kaikilla fysiikan ja tekniikan aloilla. Tässä artikkelissa esitellään näiden kahden käsitteen määritelmät, niiden käyttötarkoitukset, yleiset lait ja niihin liittyvät teoriat, niiden yhtäläisyydet ja lopuksi niiden erot.
Velocity
Nopeus on kehon fyysinen suure. Hetkellinen nopeus voidaan antaa kohteen hetkellisenä nopeudena sillä suunnalla, johon kohde liikkuu sillä hetkellä. Newtonin mekaniikassa nopeus määritellään siirtymän muutosnopeudeksi. Sekä nopeus että siirtymä ovat vektoreita. Niillä on määrällinen arvo ja suunta. Pelkästään nopeuden kvantitatiivista arvoa kutsutaan nopeusmoduuliksi. Tämä on yhtä suuri kuin kohteen nopeus. Kohteen keskinopeus on loppu- ja alkunopeuden erotus (kolme erillisessä ulottuvuudessa) jaettuna kokonaisajalla. Kohteen nopeus on suoraan verrannollinen kohteen kineettiseen energiaan. Klassista mekaniikkaa käytettäessä kappaleen kineettinen energia on puoli kertaa massa kerrottuna nopeuden neliöllä jaettuna. Suhteellisuusteoria ehdottaa kehittyneempää versiota, jota ei käsitellä tässä. Suhteellisuusteoria ehdottaa myös, että kohteen havaittu massa kasvaa, kun kohteen nopeutta kasvatetaan. Kohteen nopeus riippuu vain kohteen aika-avaruuskoordinaatin muutoksista.
Momentum
Momentti on erittäin tärkeä liikkuvan kohteen ominaisuus. Esineen liikemäärä on yhtä suuri kuin kohteen massa kerrottuna kohteen nopeudella. Koska massa on skalaari, liikemäärä on vektori, jolla on sama suunta kuin nopeudella. Yksi perustavanlaatuisimmista liikemäärää koskevista laeista on Newtonin toinen liikelaki. Siinä sanotaan, että esineeseen vaikuttava nettovoima on yhtä suuri kuin liikemäärän muutosnopeus. Koska massa on vakio, ei-relativistisessa mekaniikassa liikemäärän muutosnopeus on yhtä suuri kuin massa kerrottuna kohteen kiihtyvyydellä. Tärkein johdos tästä laista on liikemäärän säilymisen teoria. Tämä tarkoittaa, että jos järjestelmään kohdistuva nettovoima on nolla, järjestelmän kokonaisliikemäärä pysyy vakiona. Vauhti säilyy jopa relativistisissa mittakaavassa. On huomattava, että liikemäärä on riippuvainen sekä kohteen massasta että kohteen tila-aikakoordinaattien muutoksesta.
Mitä eroa on liikemäärällä ja nopeudella?
• Liikevoima riippuu massasta ja nopeus on massasta riippumaton.
• Liikemäärä säilyy suljetussa järjestelmässä, mutta nopeus ei säily.
• Nopeuden muuttamiseen tarvitaan aina ulkoinen voima, mutta liikemäärää voidaan muuttaa muuttamalla massaa.
