Momentum vs Energy
Momentti ja energia (kineettinen energia) ovat tärkeitä liikkuvan kohteen ominaisuuksia, ja niitä säätelevät Newtonin liikelait. Molemmat liittyvät toisiinsa, koska liikkuvan kohteen massan ja nopeuden tulo on sen liikemäärä ja puolta massan tulosta ja sen nopeuden neliöstä kutsutaan sen liike-energiaksi. Joten kun lisäät kohteen nopeutta, lisäät tehokkaasti sen liikemäärää ja myös sen liike-energiaa, kuten kaavasta voidaan nähdä. Mutta ja tämä on tärkeää, kehon liikemäärä ja liike-energia eivät ole samanarvoisia ja vaihdettavissa keskenään.
Liikkuvan kappaleen vauhti, Newtonin toisen liikkeen lain mukaan, on sen massan ja nopeuden tulos. Laki sanoo, että liikemäärän muutosnopeus on suoraan verrannollinen käytettyyn voimaan ja se on voiman suunnassa.
P=m X v=mv
Nyt liikkuvan kappaleen kineettinen energia annetaan puolena sen massan ja nopeuden neliön tulosta
K. E=½ m X v²=½ mv²
On selvää, että liikkuvan kappaleen liikemäärä ja energia ovat riippuvaisia sen nopeudesta. Kaksinkertaistat kehon nopeuden ja kaksinkertaistat liikemäärän. Mutta nopeuden kaksinkertaistaminen nelinkertaistaa liikkuvan kappaleen kineettisen energian.
Katsotaan liikemäärän ja liike-energian välinen ero kokeilun avulla.
Kumman eteen seisot kahdesta seuraavasta, 1000kg:n kuorma-auton nopeudella 1m/s vai 1kg painavan lihapullan edessä 1000m/s nopeudella. Jos olet fysiikan opiskelija, seisot iloisena rekan edessä, koska se heittäisi sinut parhaimmillaan sivuttain aiheuttamatta liikaa vahinkoa, kun taas niin hurjalla nopeudella liikkuva lihapullia voi jopa tappaa sinut. Katsotaanpa kuinka.
P (kuorma-auto)=1000X1=1000kg m/s
K. E (kuorma-auto)=½ X10000 X 1X 1=500 joulea
Toisa alta
P (lihapullia)=1 x 1000=1000 kg m/s
K. E (lihapulla)=½ X 1 X 1000 X 1000=500 000 joulea
On siis selvää, että lihapullan erittäin korkean kineettisen energian vuoksi sen edessä seisominen on vaarallista.
Lyhyesti:
Momentum vs Energy
• Vaikka liikkuvan kohteen liikemäärä ja kineettinen energia liittyvät toisiinsa, ne eivät ole sama asia kuin vastaava.
• Vaikka liikemäärä on myös suuntaa vaativa vektorisuure, kineettinen energia on skalaarisuure, joka tarvitsee vain määrän.
• Jos kaksinkertaistat liikkuvan kohteen nopeuden, sen liikemäärä kaksinkertaistuu, mutta liike-energia nelinkertaistuu.
